PCB電路板清洗效果檢測(cè)方法及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

PCB電路板清洗效果檢測(cè)是PCB生產(chǎn)加工及電路板改板設(shè)計(jì)等各制板環(huán)節(jié)中都有涉及，關(guān)于PCB電路板清洗效果檢測(cè)的方法及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，電子加工廠及電路板工程師都應(yīng)該遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)。以下是PCB電路板清洗效果檢測(cè)的正確檢測(cè)方法及科學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：

1.原材料質(zhì)量要求

1）錫鉛焊料 壓力加工錫鉛焊料的化學(xué)成分需符合GB/T 31311的要求。 鑄造錫鉛焊料的化學(xué)成分需符合GB/T 8012的要求。

2）焊劑 關(guān)于焊劑質(zhì)量，應(yīng)該從焊劑的外觀、物理穩(wěn)定性和顏色、不揮發(fā)物含量、粘性和密度、水萃取電阻值、鹵素含量、固體含量、助焊性、干燥度、銅鏡腐蝕性、絕緣電阻、離子污染等方面進(jìn)行檢測(cè)。

2.印制電路板清洗質(zhì)量要求

目前我國(guó)電子行業(yè)對(duì)作為最終產(chǎn)品的印制電路板還未形成統(tǒng)一的清洗質(zhì)量規(guī)范。在發(fā)達(dá)國(guó)家較普遍使用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)印制電路板的清洗質(zhì)量有以下規(guī)定。

1）J-STD-001B規(guī)定： A，離子污染物含量：＜1.56μgNaCl/cm2； B，助焊劑殘留量：一級(jí)＜200μgNaCl/cm2，二級(jí)＜100μgNaCl/cm2，三級(jí)＜40μgNa-Cl/cm2； C，平均絕緣電阻＞1評(píng)108Ω，（log10)的標(biāo)準(zhǔn)差＜3.

2）IPC-SA-61按工藝規(guī)定的值。

3）MIL-STD-2000A規(guī)定離子污染物含量＜1.56μgNaCl/cm2。

此外，在MIL-P-28809規(guī)范中，規(guī)定也可用清洗或清洗液溶液的電阻率作為清洗度的判據(jù)，清洗溶液電阻率大于2評(píng)106Ω.cm為干凈，否則為不干凈。這種方法適用于清洗工藝的監(jiān)測(cè)。 由于各種商業(yè)性表面離子污染測(cè)試儀的出現(xiàn)，不同測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果均有所不同，但都高于手工測(cè)試結(jié)果。因此，提出了等值系數(shù)這一概念，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果的可對(duì)比性。。

4）含 量 工 藝離子污染物含量 助焊劑殘留量 工藝A ＜1.5μgNaCl/cm2 ＜217μg/板 工藝C ＜2.8μgNaCl/cm2 ＜2852μg/板 工藝D ＜9.4μgNaCl/cm2 ＜1481μg/板 平均絕緣電阻值 ＞1評(píng)108Ω，（log10)的標(biāo)準(zhǔn)差＜3 ＞1評(píng)108Ω，（log10)的標(biāo)準(zhǔn)差＜3 注：1 工藝A：印制板裸板 — 測(cè)試； 2 工藝C：印制板裸板 — SMT — 回流焊 — 清洗 — 測(cè)試； 3 工藝D：印制板裸板 — SMT — 回流焊 — 清洗 — 波峰焊 — 清洗 — 測(cè)試； 4 測(cè)試板為IPC-B-36。

二、檢測(cè)方法

1.目視檢驗(yàn) 不使用放大鏡，直接用眼睛觀測(cè)印制電路板表面應(yīng)無(wú)明顯的殘留物存在。

2.表面離子污染測(cè)試方法。

1）萃取溶液電阻率（ROSE）測(cè)試法 萃取溶液電阻率測(cè)試法的原理是，以75％異丙醇加25％去離子水（體積比）為測(cè)試溶液，沖洗印制電路板表面并使殘留在印制板表面上的污染物溶解到測(cè)試溶液中。由于這些污染物中的正負(fù)離子使測(cè)試溶液的電阻率降低，溶入測(cè)試液中的離子越多其電阻率降低的也越多，二者具有反比函數(shù)關(guān)系。 測(cè)試液中的離子當(dāng)量=常數(shù)/測(cè)試液的電阻率

(1) 正是利用這種函數(shù)關(guān)系，通過(guò)測(cè)定測(cè)試液沖洗前后的電阻值及所使用測(cè)試液的體積，可以計(jì)算出印制電路板表面殘留離子的含量，并規(guī)定以每平方厘米NaCl當(dāng)量來(lái)表示，即μgNaCl/cm2。 A，手工測(cè)試法 可按GB/T 4677.22執(zhí)行，或參考IPC-TM-650中2.3.25、MIL-STD-2000A 執(zhí)行。按每平方厘米印制電路板1.5ml的比例量取測(cè)試溶液。測(cè)試溶液的電阻率必須大于6MΩ.cm，以細(xì)流方式?jīng)_洗印制電路板表面，直到測(cè)試溶液全部收集到燒杯內(nèi)，該過(guò)程至少需要1分鐘。用電導(dǎo)電橋或等同量程和精度的儀器測(cè)量測(cè)試溶液的電阻率，按公式（5-2）計(jì)算單位面積上的NaCl當(dāng)量。 Wr=1.56評(píng)2/p..........(2)式中：Wr--每平方厘米面積上的NaCl當(dāng)量，μgNaCl/cm2； 2-當(dāng)試樣含有1.56μgNaCl/cm2時(shí)的電阻率，MΩ.cm； p-收集液的電阻率，MΩ.cm； 1.56-電阻率值為2MΩ.cm時(shí)試樣單位面積所含相應(yīng)的NaCl當(dāng)量，μg/cm2。 B，儀器測(cè)試法 可按IPC-TM-650-2.3.26執(zhí)行或參考IPC-TM-650-2.3.26.1執(zhí)行。 通過(guò)測(cè)量測(cè)試液的溫度和密度確定其異丙醇的含量，并使之達(dá)到75％。開啟凈化泵，利用離子交換柱進(jìn)行凈化處理，直到測(cè)試液電阻率達(dá)到或超過(guò)20MΩ.cm。系統(tǒng)校驗(yàn)無(wú)誤后，在測(cè)試槽中注入適量的測(cè)試液，放入測(cè)試樣品，開啟測(cè)試泵測(cè)量測(cè)試液的電阻率，至電阻率達(dá)到穩(wěn)定為止。 C，數(shù)據(jù)處理 根據(jù)測(cè)試循環(huán)回路結(jié)構(gòu)的不同，該測(cè)試又可分為靜態(tài)測(cè)試法和動(dòng)態(tài)測(cè)試法。靜態(tài)測(cè)試法的循環(huán)回路由測(cè)試槽、電阻率測(cè)試探頭和測(cè)試泵構(gòu)成。單位面積上的NaCl當(dāng)量按公式

(3)計(jì)算。 式中：Wr-每平方厘米面積上的NaCl當(dāng)量，μgNaCl/cm2。 V-測(cè)試循環(huán)回路中測(cè)試液的體積，L； p1--測(cè)試液的最終電阻率值，Ω.cm。 S-測(cè)試樣品的面積（長(zhǎng)評(píng)寬評(píng)2），cm2。 po-測(cè)試液的初始電阻率值，Ω.cm。 C--測(cè)試液中異丙醇含量（75％）； A、B--實(shí)驗(yàn)常數(shù)。 動(dòng)態(tài)測(cè)試法的測(cè)試循環(huán)回路由測(cè)試槽、電阻率測(cè)試探頭、測(cè)試泵和離子交換柱構(gòu)成。因?yàn)樵谡麄€(gè)測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試液不停地經(jīng)過(guò)離子交換柱凈化處理，所以在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)連續(xù)測(cè)量測(cè)試液的電阻率，并進(jìn)行累加。所萃取出的離子量符合公式

(4)關(guān)系。 式中：N--測(cè)試液中的離子量，moL; k-實(shí)驗(yàn)常數(shù)； V-測(cè)試循環(huán)回路中測(cè)試液的體積，L； P1-t時(shí)測(cè)試的電阻率值。 2）離子色譜測(cè)試法 可按IPC-TM-650中2.3.28執(zhí)行。 使用的實(shí)驗(yàn)器材包括： A，離子色譜儀； B，熱水浴包：800C±50C； C，聚乙烯可密封塑料袋：可萃取的污染物＜25mg/kg; D,聚乙烯塑料手袋：Cl-＜3mg/kg； E，去離子水：18.3MΩ.cm，Cl-＜50mg/kg； F，異丙醇：電子級(jí)。 配置75％異丙醇加25％去離子水（體積比）萃取溶液，將印制電路板和（100-250）mL萃取液放入聚乙烯塑料袋內(nèi)（印制電路板應(yīng)全部浸泡在萃取溶液中）并進(jìn)行熱密封后，放入（80±5）0C的熱水浴包中1小時(shí)。取出塑料袋，將萃取液送入離子色譜儀中進(jìn)行測(cè)試，離子含量按公式

(5)計(jì)算。 式中：Wr--每平方厘米面積上某離子的含量，μgNaCl/cm2。 C-根據(jù)標(biāo)樣測(cè)試出的萃取液中某離子的含量，mg/kg； V0-注入到聚乙烯塑料袋中的萃取液的體積，mL; V1-注入到離子色譜儀中進(jìn)行測(cè)試的萃取液的體積，mL; S-印制電路板面積（長(zhǎng)評(píng)寬評(píng)2），cm2。