大約15％的PCBA故障是由污染引起的。離子污染會(huì)導(dǎo)致多種問(wèn)題，導(dǎo)致PCB損壞。在完成組裝之前測(cè)試裸板是否受到離子污染，可降低由污染物引起的缺陷風(fēng)險(xiǎn)。本指南將描述離子污染，其引起的問(wèn)題以及制造商如何進(jìn)行離子污染測(cè)試。

PCB中的離子污染是什么？

當(dāng)干擾可靠性和功能性的離子殘留物殘留在完整的PCB上時(shí)，就會(huì)發(fā)生離子污染。離子殘基包含在溶液中時(shí)變成導(dǎo)電的原子或分子。暴露在濕氣中會(huì)使離子殘留物分解為帶負(fù)電荷或帶正電荷的元素，從而改變了溶液的整體導(dǎo)電性。

PCB也可能具有非離子污染，其中涉及非離子殘留物。非離子殘留物不具有導(dǎo)電性能，因此它們通常可以在生產(chǎn)和組裝后保留在PCB上。因此，大多數(shù)制造商在檢查板的清潔度時(shí)都將重點(diǎn)放在離子污染上。在生產(chǎn)過(guò)程中影響PCB組件的離子殘留包括：

l鹽類(lèi)

l無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸

l乙醇胺

l汗

l助焊劑活化劑

l電鍍化學(xué)

離子污染有兩個(gè)常見(jiàn)來(lái)源：

l缺乏裸板清潔度：許多離子污染物來(lái)自板本身。電路板的制造過(guò)程以及環(huán)境暴露都可能留下殘留物，例如微粒殘留物，油，鹽和灰塵。在將組件添加到裸板上之前，制造商必須確保生產(chǎn)過(guò)程中的先前步驟沒(méi)有遺留任何污染物。

l使用侵蝕性化學(xué)物質(zhì)：銅蝕刻液，水溶性焊接化學(xué)物質(zhì)和其他種類(lèi)的侵蝕性化學(xué)物質(zhì)會(huì)留下殘留物，如果清洗不當(dāng)，會(huì)改變電路板的導(dǎo)電性。

離子殘留物會(huì)導(dǎo)致什么問(wèn)題？

如果制造商無(wú)法去除多余的離子殘留物，則會(huì)發(fā)生以下問(wèn)題：

l腐蝕：大多數(shù)PCB 最終會(huì)由于其金屬材料而腐蝕。但是，與PCB的預(yù)期壽命相比，離子污染會(huì)導(dǎo)致腐蝕發(fā)生的時(shí)間短得多。腐蝕是指氧與金屬結(jié)合并產(chǎn)生生銹的過(guò)程。當(dāng)水分與離子殘留物接觸時(shí)，發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。腐蝕的金屬剝落下來(lái)，失去了PCB正確運(yùn)行所需的化學(xué)性能。

l樹(shù)突生長(zhǎng)：在樹(shù)突生長(zhǎng)期間，導(dǎo)電金屬條或樹(shù)突通過(guò)受直流電壓偏置影響的電解液在PCB上生長(zhǎng)。當(dāng)阻焊劑中的孔保留助焊劑或其他離子殘留物時(shí)，樹(shù)枝狀晶體會(huì)很快出現(xiàn)。當(dāng)樹(shù)枝狀晶體相互接觸時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生短路和間歇性操作等缺陷。

l電化學(xué)遷移：電化學(xué)遷移還涉及樹(shù)枝狀晶體，但特別是當(dāng)它們?cè)诮殡姴牧仙仙L(zhǎng)時(shí)。由于樹(shù)枝狀晶體是由導(dǎo)電離子形成的，因此它們可以以不同于PCB預(yù)期設(shè)計(jì)的方式引導(dǎo)電流。樹(shù)突狀生長(zhǎng)導(dǎo)致電化學(xué)遷移，從而導(dǎo)致全部或間歇性故障。樹(shù)突生長(zhǎng)和電化學(xué)遷移彼此密切相關(guān)，并且傾向于同時(shí)發(fā)生。

測(cè)試中使用的清潔度測(cè)量技術(shù)

為了確保離子殘留不會(huì)減少PCB的使用壽命，許多制造商已經(jīng)在制造過(guò)程中清潔了該板。離子污染測(cè)試使制造商可以確定他們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中是否使用了足夠的清潔技術(shù)。用于檢測(cè)離子污染的清潔度測(cè)試方法包括：

l分批式水清洗系統(tǒng)中的電阻率測(cè)試：用于清洗PCB的系統(tǒng)通常來(lái)自?xún)?nèi)置的電阻率測(cè)量工具。雖然這些結(jié)果不能用于滿(mǎn)足IPC標(biāo)準(zhǔn)，但它們可以提供清潔系統(tǒng)有效性的見(jiàn)解。

l溶劑萃取物的電阻率（ROSE）測(cè)試： ROSE測(cè)試可檢測(cè)會(huì)導(dǎo)致污染的大量離子。零離子或類(lèi)似類(lèi)型的離子測(cè)試裝置會(huì)將PCB上發(fā)現(xiàn)的離子吸入溶劑溶液中。該測(cè)試測(cè)量結(jié)果為每平方英寸大體積離子。

l修改后的ROSE測(cè)試：修改后的ROSE測(cè)試在標(biāo)準(zhǔn)ROSE測(cè)試中增加了熱提取方法。它仍然涉及一種能吸收大量離子的溶劑。但是，不是在標(biāo)準(zhǔn)條件下抽出離子，而是將PCB和溶劑溶液暴露在高溫下。然后，該溶液要通過(guò)電離儀式設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。

l離子色譜測(cè)試：離子色譜測(cè)試涉及的熱萃取方法與改良的ROSE測(cè)試相似。萃取后，溶液在離子色譜儀測(cè)試裝置中進(jìn)行測(cè)試。該測(cè)試的結(jié)果提供了有關(guān)樣品中特定離子物種以及每種物種每平方英寸水平的信息。