PCB英文全稱Printed circuit boards,指印制電路板,是電子元器件電氣連接的提供者。越是精密的設備,電路板上元器件密度越高,線與線的間距也就越小,PCB板從光板到半成品、成品的工藝流程上會涉及助焊劑及有機酸的使用,所以它本身就應該在成品后期采用專業的半導體清洗劑完成板面的清洗及烘干。
然而由于實際生產上非規范流程或工藝流程的簡化,導致搭配到電子電器上的成品面板上有機酸及陰陽離子的殘留過多,電路板表面的離子殘留可能導致電路板本身的腐蝕,縮短電器的使用壽命,因此 PCB 的供應商和使用商均把離子表面清潔度作為質量控制的一項重要指標,對電路板表面的離子殘留物的檢測也就勢在必行了。
PCB電路板在我們生活中雖然不常直接見到,卻普遍存在于我們日常生活的方方面面,從芯片、存儲器、電源器、轉換機、服務器、科學儀器等專用產品到手機、電腦、電視、空調、冰箱等生活電器,隨便打開一件電子產品的外殼,你就會發現電路板原來就在身邊。
一 什么是PCB板清潔度
PCB板清潔度指的是有害的殘留或者污染物,主要分為兩大類:離子污染和非離子污染。
離子污染物在潮濕空氣中以離子形式存在的殘留物,通常是有極性的,而且有可能在線路板上引起電氣化學效應(如果同時還有電子出現),這些污染物由于不能通過目檢發現,其存在尤其危險。
非離子污染物是指那些在線路板生產之后留下來的不能導電的有機殘留物,這些成分通常是高分子、油脂。
二 PCB電路板離子污染物來源有哪些?
污染物主要來源于電鍍、波峰焊、回流焊和化學清潔等工藝,主要有助焊劑殘留、電離表面活化劑、乙醇、氨基乙醇和人體汗液等5種污染形式。
三 PCB電路板離子污染物會導致什么現象?
當PCB板出現離子污染會導致產品出現失效現象。最常見的離子污染導致的問題分別是表面腐蝕和結晶生長,最終引起了短路,過多的電流通過連接器,造成電子產品的最終損壞。
四 PCB電路板離子污染分析的常用標準?
離子污染分析常用的標準有2種:
1、《IPC-TM-650 2.3 28B 電路板離子分析離子色譜法》,明確了7種常規陰離子和8種弱有機酸的檢測要求。
2、 《IPC-TM-650 2.3.25D通過萃取液的阻抗來測試表面離子污染度》是測總離子濃度,目前無統一的行業規定,依據客戶要求,有的客戶按照總離子濃度要求的(IPC﹤1.56 μg NaCl/cm2),有客戶按單個離子的濃度要求,如鋇離子、氯離子、溴離子、硫酸根等離子都有相應的殘留濃度值的要求。
五 什么是IPC標準?
IPC即美國“印制電路板協會”,全球總部設于美國伊利諾伊州的班諾克本,并在全球各地均設有辦事機構。作為會員驅動型組織以及行業標準、培訓、市場研究和公共政策倡導的領導者,IPC通過開展各種項目以滿足全球產值達2萬億美元的電子行業的需求。自1957年以來,IPC引導電子互聯行業經歷了巨大的發展,涉及電子行業的設計、印制板制造、電子組裝與測試等各個領域。
PCB行業公認的測試標準IPCTM-650手冊,收錄了與印制板制造和工藝及印制板材料相關的測試方法共計400多種,測試方法類型包含目視、尺寸、物理、化學、機械、電氣、環境六大類,是一套非常全面的PCB行業測試規范。
六 什么是IPC-TM-650 2.3 28B 電路板離子分析離子色譜法?
IPC-TM-650規定使用離子色譜法測定電路板和電路板組件表面的7種陰離子、6種陽離子和8種有機酸總計21種離子。
其中陰離子有F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、PO43-、SO42-,陽離子有Li+、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+,有機酸有甲酸、乙酸、己二酸、谷氨酸、蘋果酸、甲磺酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸。
備注:實驗室實際管控測試的是7種陰離子和8種有機酸。
該方法的優點是可以很詳細的了解各離子的殘留種類及其含量。
7種常規陰離子+8種有機酸標準譜圖
七 離子清潔度測試應用場景有兩方面:
應用場景一 :離子清潔度測試是產品失效分析的重要手段之一
客戶的產品賣到市場上一段時間,客戶投訴產品無法開機失效,對產品進行拆解分析,鎖定是PCB線路板因離子污染導致失效的產生,需要進行專業的離子清潔度測試尋找潛在污染源;
應用場景二:檢測產品的質量,提高產品的良率
PCB線路板產品在生產制造后,,企業需要詳細了解產品是否滿足行業標準或客戶方的需求,需要進行專業的測試,了解離子污染物的來源。
PCB板7種常規陰離子+8種有機酸標準譜圖
八 總結
家電電器電路板和工業電路板,為防止離子遷移導致的失效,PCB板面的潔凈度要求也就越高。電路板表面的離子殘留可能導致電路板本身的腐蝕,縮短電器的使用壽命。
審核編輯:郭婷
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原文標題:PCB清潔度分析 | 電路板離子分析 離子色譜法IPC-TM-650 2.3 28B
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