Clarion DSP CZ-641 – usuwanie żelu z nóżek procesora, czyszczenie IPA, ESD, QFP

Pytanie

Jak usunąć żel z nóżek procesora Clarion

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najbezpieczniejszym sposobem usunięcia żelu z nóżek procesora Clarion jest stopniowe czyszczenie wysokoczystym alkoholem izopropylowym (≥ 99 %), przy użyciu miękkiej szczoteczki ESD-safe lub patyczków bezpyłowych, zakończone dokładnym osuszeniem sprężonym powietrzem.
• Kluczowe punkty: identyfikacja rodzaju żelu, praca w środowisku ESD, unikanie agresywnych rozpuszczalników, delikatna mechanika (żadnych metalowych narzędzi).

Szczegółowa analiza problemu

1. Identyfikacja substancji
   a) Pasta termoprzewodząca – lepka, szara/biała; usuwa się łatwo IPA.
   b) Lakier konformalny (akryl/silikon/uretan/epoksyd) – twardy lub gumowaty; wymaga dedykowanych zmywaczy.
   c) Topnik – bursztynowy/lepkosuchy; IPA lub „flux remover”.
   d) Silikon/klej UV – przezroczysty, elastyczny; specjalne zmywacze do silikonów.

2. Przygotowanie stanowiska
   • Mata i opaska antystatyczna, oświetlenie ≥ 1000 lx, lupa ≥ 5×.
   • Narzędzia: patyczki clean-room, pędzelek ESD-safe 000, szczoteczka nylonowa 0,1 mm, plastikowa pinceta, sprężone powietrze (oil-free), IPA 99 %, opcjonalnie zmywacz lakierów (Techspray 1287, Chemtronics ES1697), rękawice nitrylowe.

3. Procedura ogólna (pasta/topnik)
   1) Zdjąć nadmiar plastikową szpatułką.
   2) Zwilżyć powierzchnię IPA, odczekać 20-30 s.
   3) Czyścić wzdłuż osi pinów, wymieniając patyczki co kilka ruchów.
   4) Przedmuchać sprężonym powietrzem pod kątem 45°, 20 cm od układu.
   5) Kontrola mikroskopowa – brak smug, brak wygiętych pinów.

4. Procedura dla lakieru konformalnego
   • Wstępny test rozpuszczalnika na niekrytycznym fragmencie PCB.
   • Akryl: IPA lub Techspray G3™.
   • Silikon: zmywacz MG Chemicals 8309 lub mieszanina xilenu i IPA (1:1).
   • Uretan/epoksyd: Chemtronics ES1697 lub ablacja plazmowa (serwis).
   • Po zmiękczeniu lakieru delikatne „rolowanie” wykałaczką z POM.

5. Suszenie i inspekcja
   • 5 min w strumieniu powietrza (≤ 40 °C), rezystywność powierzchni ≥ 10⁹ Ω.
   • Pomiar ciągłości pinów (≤ 0,1 Ω różnicy między pinami tej samej masy) w celu wykrycia mikrozwarć.

Teoretyczne podstawy

• IPA zmniejsza napięcie powierzchniowe, penetruje kapilarnie przestrzenie między pinami i solwatyzuje wypełniacze silikonów/past.
• Rozpuszczalniki dedykowane zawierają polarne aprotyczne frakcje (NMP, DMF), które rozrywają wiązania sieciowe lakierów uretanowych.
• Delikatne czyszczenie zapobiega wektorowemu odkształceniu pinu (granica plastyczności Cu ≈ 200 MPa).

Praktyczne zastosowania

• Metoda identyczna dla QFP, LQFP, PQFP stosowanych przez Clarion w jednostkach samochodowych (DSP Jupiter, MCU RH850).

Aktualne informacje i trendy

• Coraz częściej stosuje się nie-IPA remowery na bazie trans-dekaliny, które odparowują szybciej i są zgodne z REACH 2023.
• Serwisy automotive przechodzą na ultradźwiękowe myjki z detergentem pH 11 i płukaniem DI water + IPA displacement-rinse (IPC-CH-65B).
• Trend: mikro-piaskowanie CO₂ „snow jet” do selektywnego usuwania epoksydu bez podnoszenia temperatury.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Przykład: DSP Clarion CZ-641 ma obudowę 100-pin LQFP; osiowe czyszczenie oznacza ruch od środka układu do zewnątrz, co minimalizuje ryzyko wsunięcia pozostałości pod obudowę.
• Analogia: mycie „grzebieniem” – szczoteczka powinna pracować jak grzebień przesuwany wzdłuż włosów, nigdy w poprzek.

Aspekty etyczne i prawne

• Utylizacja IPA i zmywaczy jako odpad niebezpieczny kod 14 06 03.
• Zgodność z RoHS – nie wolno używać zmywaczy zawierających dichlorometan.
• Ochrona ESD – nieprzestrzeganie może prowadzić do latentnych uszkodzeń układów ASIC (ISO 10605 dla automotive).

Praktyczne wskazówki

• Zawsze zaczynaj od najłagodniejszego środka (IPA) i zwiększaj agresywność tylko w razie potrzeby.
• Sekwencja mycia: zwilżenie–rozpuszczenie–mechanika–płukanie–suszenie.
• Jeśli pin się wygnie, prostuj szklaną igłą pod mikroskopem w dwie fazy ≤ 5° na ruch.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Żele epoksydowe stosowane jako underfill w BGA są praktycznie niemożliwe do usunięcia bez podgrzewania powyżej Tg (~125 °C) – wymaga sprzętu serwisowego.
• IPA może rozpuścić część oznaczeń laserowych na obudowie – kosmetyczny efekt uboczny.
• Agresywne zmywacze uretanowe mogą atakować soldermaskę FR-4 przy ekspozycji > 10 min.

Sugestie dalszych badań

• Test kompatybilności nowych, nisko-VOC środków czyszczących (np. Envirosol 345) z żywicami Clarion.
• Badania wpływu czyszczenia ultradźwiękowego 40 kHz vs 80 kHz na integrywność drut-bondów.
• Zastosowanie obrazowania SEM-EDS do detekcji pozostałości krzemionki z pasty termicznej.

Krótkie podsumowanie

Usunięcie żelu z nóżek procesora Clarion wymaga:
1) identyfikacji substancji,
2) pracy w środowisku ESD,
3) użycia IPA 99 % lub dedykowanego zmywacza,
4) delikatnego czyszczenia wzdłuż pinów,
5) pełnego osuszenia i inspekcji mikroskopowej.
Stosując powyższą sekwencję minimalizujesz ryzyko mechanicznych uszkodzeń i zapewniasz pełną funkcjonalność układu.