PCB線路板清潔之道

經(jīng)常通過(guò)我們的技術(shù)支持熱線詢問(wèn)的一個(gè)問(wèn)題是，“IPC關(guān)于清潔度的標(biāo)準(zhǔn)是什么？”。這是一個(gè)經(jīng)常被工業(yè)新手所問(wèn)的簡(jiǎn)單直率的問(wèn)題，因此簡(jiǎn)單直率的答案一般是他們所想要的?？墒?，在大多數(shù)情況中，這對(duì)他們個(gè)人需要還不夠?qū)I(yè)。
　　為了回答這個(gè)問(wèn)題，首先要了解簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)：正在使用的IPC標(biāo)準(zhǔn)、殘留物類型、適用范圍和清潔度標(biāo)準(zhǔn)。表一回答了這些問(wèn)題，古老的方式 - 快捷簡(jiǎn)單。
　　表一、IPC清潔度要求總結(jié)
　　標(biāo)準(zhǔn) 殘留物類型 適用范圍 清潔度標(biāo)準(zhǔn)
　　IPC-6012 離子 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 <1.56μg/cm2NaCl當(dāng)量
　　IPC-6012 有機(jī)物* 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 無(wú)污染物析出
　　J-STD-001 所有類型 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 足夠保證可焊性
　　J-STD-001 顆粒 所有電子類別的焊后裝配 不松脫、不揮發(fā)、最小電氣間隔
　　J-STD-001 松香* 1 類電子的焊后裝配 <200μg/cm2
　　2 類電子的焊后裝配 <100μg/cm2
　　3 類電子的焊后裝配 <40μg/cm2
　　J-STD-001 離子* 所有電子類別的焊后裝配  <1.56μg/cm2NaCl當(dāng)量
　　IPC-A-160 可見殘留物  所有電子類別的焊后裝配 視覺可接受性
　　* 當(dāng)要求測(cè)試時(shí)
　　但這些答案提供了必要的事實(shí)嗎？不幸的是，很少滿足到打電話的人。事實(shí)上，這些答案通常引發(fā)更多的問(wèn)題，比如：“就這個(gè)嗎？”；“如果污染物有更多的氯化物怎么辦？”；“免洗工藝中的助焊劑殘留物怎么辦？”；“假設(shè)用共形涂層 (conformal coat) 保護(hù)裝配會(huì)怎么樣？”；或者，“其它的非離子污染物怎么辦？”
　　不象過(guò)去松香助焊劑主宰工業(yè)的“那段好時(shí)光”，新的表面涂層、助焊劑、焊接與清洗系統(tǒng)正不斷出現(xiàn)。很明顯，沒(méi)有“萬(wàn)能的”答案。由于這個(gè)理由，標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格強(qiáng)調(diào)用來(lái)證明可靠性的測(cè)試規(guī)程，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單的通過(guò)/失效數(shù)字。
　　再仔細(xì)地看一下IPC標(biāo)準(zhǔn) - 特別是IPC-6012，剛性印刷板的的技術(shù)指標(biāo)與性能 - 揭示了，應(yīng)該在文件中規(guī)定上阻焊層、焊錫或替代的表面涂層之后的對(duì)光板的清潔度要求。這意味著裝配制造商必須告訴電路板制造商他們希望光板有多清潔。它也給使用免洗工藝的裝配制造商留有余地來(lái)對(duì)進(jìn)來(lái)的電路板規(guī)定一個(gè)更加嚴(yán)格的清潔度要求。
　　裝配制造商不僅需要規(guī)定進(jìn)來(lái)的板的清潔度，而且要與用戶對(duì)裝配好的產(chǎn)品的清潔度達(dá)成一致。按照J(rèn)-STD-001，除非用戶規(guī)定，制造商應(yīng)該規(guī)定清潔要求(或者免洗或一個(gè)或兩個(gè)裝配面要清洗)和測(cè)試清潔度(或者不要求測(cè)試、表面絕緣電阻測(cè)試、或者測(cè)試離子、松香或其它有機(jī)表面污染物)。那么清潔系統(tǒng)是在焊接工藝與產(chǎn)品的兼容性的基礎(chǔ)上選擇的。清潔度測(cè)試將取決于使用的助焊劑和清潔化學(xué)品。如果使用松香助焊劑，J-STD-001提供了 1、2、3 類產(chǎn)品的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)。否則，離子污染測(cè)試是最簡(jiǎn)單和最小成本的。J-STD-001也有一般的數(shù)字要求，如表一所述。
　　如果氯化物含量是一個(gè)關(guān)注，涉及離子色譜分析的工業(yè)研究結(jié)果已經(jīng)顯示，下面的指引是氯化物含量的合理斷點(diǎn)。當(dāng)氯化物含量超過(guò)下列水平是，增加了電解失效的危險(xiǎn)性：
　　對(duì)低固體助焊劑，小于0.39μg/cm2
　　對(duì)高固體松香助焊劑，小于0.70μg/cm2
　　對(duì)水溶性助焊劑，小于0.75 - 0.78μg/cm2
　　對(duì)錫/鉛金屬化的光板，小于0.31μg/cm2
　　對(duì)清潔的討論經(jīng)常得出這個(gè)最終答案：真正的清潔度決定于產(chǎn)品和所希望的最終使用環(huán)境。但是怎么決定什么清潔對(duì)一個(gè)特定的最終使用環(huán)境是足夠的呢？通過(guò)徹底和嚴(yán)格的分析，研究每一個(gè)潛在的污染物與最終使用情形，進(jìn)行長(zhǎng)期的可靠性測(cè)試。
　　但是有沒(méi)有更簡(jiǎn)易的方法呢？通過(guò)引進(jìn)其它人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)縮短增加學(xué)習(xí)的彎路。諸如IPC、EMPF和Naval Avionics Center(美國(guó)海軍航空中心)已經(jīng)進(jìn)行了各種清潔度情況的一系列測(cè)試與工業(yè)研究；其中一些發(fā)現(xiàn)可在公共領(lǐng)域得到。這些技術(shù)論文和手冊(cè)指導(dǎo)個(gè)人或公司理解這個(gè)微妙的，也很關(guān)鍵的，工藝測(cè)試與效果的元素。一個(gè)好的例子就是，IPC、美國(guó)環(huán)保局(EPA, Environmental Protection Agency)、美國(guó)國(guó)防部(DOD, Department of Defense)主辦的，八十年代后期完成的深入的清潔與清潔度測(cè)試程序。這個(gè)程序調(diào)查研究了在電子制造清潔工藝中使用的、減少氟氯化碳(CFC, chlorofluorocarbon) 水平的新的材料與工藝。