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离子污染度测试的动与静

嘉峪检测网        2018-12-27 19:15

1、为何进行离子污染度测试

 

PCB和PCBA的制作过程中,会经过电镀、波峰焊、回流焊和化学清洗等工艺流程,会造成表面离子污染物残留,当残留离子严重时会导致线路出现腐蚀、电迁移、短路等失效。而且随着电子行业的迅速发展,电子产品集成度越来越高,导体间距越来越小,对表面离子残留物浓度要求越发严格,因此,必须进行离子污染度检测和监控,以保证电路板的质量和可靠性。

 

2、如何进行离子污染度测试

 

离子污染测试方法最早来源于贝尔实验室,当时仅用去离子水进行萃取,后来经过一些了改进,最终确定为使用异丙醇和去离子水的混合溶液进行喷淋萃取,目前业内主要使用离子污染测试仪进行测试。离子污染测试仪主要由测试槽、循环泵、传感器和数据处理系统组成。测试原理是将待测样品浸入测试槽体内,通过槽体内萃取溶液萃取样品表面残留离子,然后测量溶液电导率变化计算离子总量,并转换为等量的氯化钠表示,以μg NaCl /cm2为单位进行统一度量。

 

离子污染度测试仪又分为静态和动态两种测试方法,下面我们对两种测试模式的原理和区别进行简要说明。

 

3、静态/动态 原理分析

 

3.1 静态模式原理

采用静态测试方法时,首先保证测试槽内萃取液电导率及温度达到设定值,然后放入测试样样品,通过磁力泵将萃取液连续冲洗样品,使样品表面离子充分溶解到萃取液中,经过一段时间冲洗后,萃取液的电导率达到一个相对恒定的值,据此,根据溶液体积,系统计算出离子污染物的总量。

其电阻率测试曲线图如下:

离子污染度测试的动与静

 

3.2 动态模式原理

采用动态测试方法时,在测试过程中萃取液在溶出污染物后经过电导传感器和流量计进行积分计算,然后被交换树脂净化,回到测试槽的时候,又重新恢复到洁净状态。这一过程不断重复,直到把污染物全部溶出并被树脂吸附完全,测试结束。所以在测试完成时,萃取溶液基本处于洁净状态,可以马上进行新的测试。

其电阻率测试曲线图如下:

离子污染度测试的动与静

 

4、静态/动态差异

 

通过对静态和动态原理对比可知,使用静态法时,需要将所有的污染物均富集到萃取液后才进行计量,而动态法则边萃取边测量,测试过程中不断的有洁净的萃取液加入萃取,萃取液中的离子浓度始终维持在较低的水平。以上可以看出,

 1)对于“弱电解质”的污染物,动态法具有更高的精确度。研究表明,有很多离子污染物都属于“弱电解质”物质,即在萃取液中电解能力较弱,离子浓度较高时,这类物质无不电离。这就意味着,使用静态法时需要所有污染物都富集到萃取液时,离子浓度较高,此类物质少量电离或不电离,无法被测量到。而动态法中,不断补充的洁净的萃取液使溶液中离子处于无限被稀释的状态,这对于弱电解质能更好的电离和测量。

2)动态法降低了常态污染物的影响。我们周围存在的大气中含有二氧化碳(CO2)。这种气体可以轻易溶于萃取液。由于二氧化碳可以离子化,其存在会被测试电路检测到并被当作从待测样品上分离的污染物,这很容易造成测试结果的偏差。动态法边清洗边测试边净化,使用标准物标定设备,此过程已经引入了环境的影响因素(主要是空气中的二氧化碳),所以测试过程的影响被视为噪音消除,提高了测试精度。

3)对于污染值较高的样品,动态法测试时间会较长。由于动态测试中边测试边净化的方式,对于污染度比较高的样品,测试净化时间会延长。

虽然动态法的精确度一定程度上优于静态法,不过静态法作为早期的测试方法的存在,许多产品标准都是以其为基准,在要求一般的PCB和PCBA行业,两种方法并未做明显区分。

 

5、结束语

 

随着电子行业发展,对电子组件进行离子污染度测试,保证电子产品的质量和可靠性变得越发重要,本文简单的介绍了离子污染度测试中两种模式的区别,希望增进对此测试的了解,更好的辅助行业的发展。

 

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来源:AnyTesting