Éliminer les résidus de flux des cartes électroniques

Le flux fait son travail pendant le brasage et devient un problème ensuite. Les résidus de colophane sont collants et piègent la poussière ; les flux hydrosolubles sont hygroscopiques et, s'ils restent sur la carte, conduisent entre les pistes dès que l'air est humide ; les activateurs des deux types sont légèrement corrosifs sur plusieurs mois. En électronique grand public, le flux « no-clean » est souvent laissé en place. Pour l'automobile, l'aéronautique, le médical et les commandes industrielles, et avant un vernis de tropicalisation, il doit être enlevé.

Quels flux, quel détergent

Flux	Résidu	Détergent	Remarques
Colophane (RA, RMA)	dur, ambré, collant	saponifiant alcalin à 3 à 10 %, ou dissolvant de flux aqueux formulé	le saponifiant transforme la colophane en savon hydrosoluble
Hydrosoluble (OA)	blanc, hygroscopique, ionique	eau déionisée chaude, parfois avec un tensioactif doux	le plus facile à nettoyer et le plus important à nettoyer
No-clean	fin, vitreux, faible taux d'extrait sec	dissolvant de flux formulé pour le no-clean	plus difficile à dissoudre que la colophane ; l'eau seule n'a guère d'effet
Résidus de procédé sans plomb	comme ci-dessus, plus tenaces	comme ci-dessus, plus chaud et plus long	les températures de brasage plus élevées polymérisent le résidu

Les solvants (IPA, alcools modifiés) dissolvent aussi le flux, mais ils ne s'utilisent pas dans une cuve à ultrasons ouverte et chauffée ; voir la sécurité. Un bécher d'IPA froid selon la méthode indirecte est le compromis d'atelier pour des cartes à l'unité.

Le bain

Fréquence. 40 kHz. Les bulles plus petites passent sous des composants à 0,1 mm de hauteur de dégagement et ne secouent pas les soudures. Le 28 kHz ne s'utilise pas sur des cartes assemblées.

Température. 45 à 55 °C. Assez chaud pour le saponifiant, assez frais pour les condensateurs électrolytiques, les quartz et les écrans LCD. Vérifiez les fiches techniques des composants ; certaines indiquent une limite pour le nettoyage par ultrasons.

Durée. 3 à 6 minutes. Des cycles plus longs ne nettoient pas mieux et exposent les composants.

Densité de puissance. Modérée. La série UMX Pro, à 12 à 16 W par litre avec puissance réglable et sweep, convient aux cartes ; les densités élevées d'un petit appareil de table sont acceptables pour des cycles courts.

Sweep activé. Sans lui, une onde stationnaire peut maintenir un quartz ou un fil fin sur un ventre de vibration pendant tout le cycle.

Rinçage. Deux étapes : eau déionisée tiède sous ultrasons pour chasser le résidu saponifié sous les composants, puis un rinçage à l'eau déionisée propre. L'eau du robinet n'est utilisée à aucune étape : ses ions sont la contamination que vous cherchez à enlever.

Séchage. Air chaud à 50 à 60 °C dans un séchoir DT ou une étuve de séchage jusqu'à ce que la carte soit sèche sous les composants, 15 à 30 minutes. L'air comprimé seul laisse de l'eau sous les gros composants.

Ce qui peut mal tourner

Composants à cavité : relais, certains quartz, interrupteurs non étanches, potentiomètres d'ajustage. L'eau y entre et y reste. Masquez-les, nettoyez avant de les implanter, ou nettoyez à la main.
Composants sensibles aux ultrasons : certains quartz et composants MEMS portent la mention « pas de nettoyage aux ultrasons ». Respectez-la ; la structure résonante peut se rompre.
Étiquettes et marquages : les saponifiants pour colophane décollent certaines encres et étiquettes papier. Testez une carte.
Dépôt blanc après séchage : colophane saponifiée mal rincée, ou eau dure. Meilleur rinçage, eau déionisée.
Bain saturé : un bain de saponifiant est épuisé après quelques dizaines de cartes par litre ; un bain trouble redépose. Titrez et changez-le.

Deux petits assemblages : l'un avec des résidus de flux autour des composants, l'autre nettoyé — Résidus de flux autour de composants à pas fin et de connecteurs, et le même assemblage après nettoyage

Prouver la propreté

Pour les travaux réglementés, les mesures de référence sont la résistivité de l'extrait de solvant (test ROSE), pour un chiffre global rapide, et la chromatographie ionique, pour un résultat ion par ion. Pour les autres, une carte sous lampe UV fait apparaître la colophane comme un voile fluorescent, et une loupe 10× sous les composants montre ce que le rinçage a laissé. Une propreté reproductible vient d'un programme écrit sur la machine : l'UMX Pro enregistre durée, température et puissance par famille de cartes, pour que la deuxième équipe applique ce que la première a qualifié.

Quelle machine

Postes de réparation et ateliers de prototypes : une STS-060 à STS-150 à 40 kHz, avec un support qui tient les cartes sur la tranche. Lignes de production et de vernissage : une UMX Pro 50L à 88L avec programmes et module de filtration, une cuve de rinçage à l'eau déionisée et un séchoir DT. La page secteur électronique regroupe les articles liés.