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嘉峪检测网 2019-05-15 15:49
为什么PCB(A)的清洁度很重要
PCB(A)的可靠性工程里其中一个重要的部分就是电化学可靠性，其主要与组装过程中的表面残留有关，而这些残留有些是良性的，有些则是有害的。电化学失效机理也往往由离子残留，电压差，温湿度三个要素构成，当三个要素达到一定的程度就会导致失效，往往造成产品漏电和电化学迁移（枝晶生长）。如下维恩图很好的说明了三个因素的关系，其中每个因素所在的圈直径越大，其对最终失效的影响程度就越高。
在很多公开的关于电化学失效机理的失效分析研究中，发现一些固定的离子通常是造成失效的根因。比如氯和溴就是出镜率频繁的问题离子。当然还有其他一些无机阴阳离子和弱有机酸离子。
离子残留的来源
1、PCB制程中酸洗残留物；
2、PCBA在生产制造过程中，使用锡膏、焊料、焊锡丝等焊接后的助焊剂残留物；
3、工作场地的尘埃，水及溶剂的蒸气等大气中的污染；
4、产品转移、手工焊接过程中接触板子残留的汗液等人为原因引入的污染物残留。
PCB(A)中详细的来源分析：
离子种类
来源
氯离子
有各种各样的来源，其中最重要的是助焊剂残留。
溴离子
主要来源于线路板环氧树脂玻纤基材内的阻燃剂，会在色谱分析过程中被萃取出来。也可能来自于阻焊油墨，标记墨水以及含溴活性剂的助焊剂。
硫酸根离子
来源多样，如与含硫纸张、塑料接触，含酸的过程，阻焊油墨填料等。主要来自于自来水清洗过程。
弱有机酸
主要来自于助焊剂内的活性剂。
钠离子
在助焊剂中有被发现，助焊剂通常使用琥珀酸钠作为酸性活性剂的抗衡离子。同时在阻焊油墨的吸附残留物里也有发现，易在油墨内部或表面形成导电通道。
铵根离子
主要来自于板子的制造过程，如蚀刻剂，HASL助焊剂残留，一些水溶物和焊锡膏材料。
钾离子
主要来自于干膜阻焊掩膜材料。
钙离子
主要来自于阻焊膜的填料。
镁离子
主要来自于阻焊膜的填料。
清洁度的离子色谱测评方法
离子清洁度测试分为总离子清洁度测试，也叫氯化钠当量法（测试一般采用IPC-TM-650.2.3.25D）和单个离子含量测试，也叫离子色谱法（测试一般采用IPC-TM-650. 2.3.28B和2.3.28.2），通常总离子清洁度表征的是线路板表面清洁程度，但无法定义到具体离子的种类和来源，离子色谱分析可以很精确地分析出线路板表面残留物的种类和数量，是监测分析PCB(A)表面以及各个工艺材料的离子污染水平，线路板失效分析定位及离子来源排查的重要分析手段，为物料选型、产品品质管控及质量提升提供依据。
常见离子种类范围（23种）
阴离子（Anions）
溴离子
Br -
氯离子
Cl -
氟离子
F -
碘离子
I-
硝酸根离子
NO3-
亚硝酸根离子
NO2-
磷酸根离子
PO4 3-
硫酸根离子
SO4 2-
阳离子（Cations）
铵根离子
NH4+
钙离子
Ca2+
锂离子
Li+
镁离子
Mg2+
钾离子
K+
钠离子
Na+
弱有机酸（Weak Organic Acids）
乙酸
CH3COOH
己二酸
C6H10O4
甲酸
CH2O2
谷氨酸
C5H9NO4
苹果酸
C4H6O5
甲基磺酸
CH4O3S
琥珀酸
C4H6O4
邻苯二甲酸
C8H6O4
柠檬酸
C6H8O7
来源：AnyTesting
