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PCB(A)离子残留危害与清洁度测试方法

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。

PCB(A)离子残留危害与清洁度测试

 

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

 

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来源:AnyTesting

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