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      PCB電路板清洗效果檢測方法及評估標準說明

           PCB電路板清洗效果檢測是PCB生產加工及電路板改板設計等各制板環節中都有涉及,關于PCB電路板清洗效果檢測的方法及評估標準,電子加工廠及電路板工程師都應該遵循一定的標準。以下是PCB電路板清洗效果檢測的正確檢測方法及科學的評估標準:


      1.原材料質量要求

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

      2)焊劑 關于焊劑質量,應該從焊劑的外觀、物理穩定性和顏色、不揮發物含量、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、離子污染等方面進行檢測。

      2.印制電路板清洗質量要求

      目前我國電子行業對作為最終產品的印制電路板還未形成統一的清洗質量規范。在發達國家較普遍使用的行業標準中對印制電路板的清洗質量有以下規定。

      1)J-STD-001B規定: A,離子污染物含量:<1.56μgNaCl/cm2; B,助焊劑殘留量:一級<200μgNaCl/cm2,二級<100μgNaCl/cm2,三級<40μgNa-Cl/cm2; C,平均絕緣電阻>1*108Ω,(log10)的標準差<3.

      2)IPC-SA-61按工藝規定的值。

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

      此外,在MIL-P-28809規范中,規定也可用清洗或清洗液溶液的電阻率作為清洗度的判據,清洗溶液電阻率大于2*106Ω.cm為干凈,否則為不干凈。這種方法適用于清洗工藝的監測。 由于各種商業性表面離子污染測試儀的出現,不同測試系統的測試結果均有所不同,但都高于手工測試結果。因此,提出了等值系數這一概念,實現了不同系統的測試結果的可對比性。。

      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*108Ω,(log10)的標準差<3 >1*108Ω,(log10)的標準差<3 注:1 工藝A:印制板裸板 — 測試; 2 工藝C:印制板裸板 — SMT — 回流焊 — 清洗 — 測試; 3 工藝D:印制板裸板 — SMT — 回流焊 — 清洗 — 波峰焊 — 清洗 — 測試; 4 測試板為IPC-B-36。

      二、檢測方法

      1.目視檢驗 不使用放大鏡,直接用眼睛觀測印制電路板表面應無明顯的殘留物存在。

      2.表面離子污染測試方法。

      1)萃取溶液電阻率(ROSE)測試法 萃取溶液電阻率測試法的原理是,以75%異丙醇加25%去離子水(體積比)為測試溶液,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試溶液中。由于這些污染物中的正負離子使測試溶液的電阻率降低,溶入測試液中的離子越多其電阻率降低的也越多,二者具有反比函數關系。 測試液中的離子當量=常數/測試液的電阻率

      (1) 正是利用這種函數關系,通過測定測試液沖洗前后的電阻值及所使用測試液的體積,可以計算出印制電路板表面殘留離子的含量,并規定以每平方厘米NaCl當量來表示,即μgNaCl/cm2。 A,手工測試法 可按GB/T 4677.22執行,或參考IPC-TM-650中2.3.25、MIL-STD-2000A 執行。按每平方厘米印制電路板1.5ml的比例量取測試溶液。測試溶液的電阻率必須大于6MΩ.cm,以細流方式沖洗印制電路板表面,直到測試溶液全部收集到燒杯內,該過程至少需要1分鐘。用電導電橋或等同量程和精度的儀器測量測試溶液的電阻率,按公式(5-2)計算單位面積上的NaCl當量。 Wr=1.56*2/p..........(2)式中:Wr--每平方厘米面積上的NaCl當量,μgNaCl/cm2; 2-當試樣含有1.56μgNaCl/cm2時的電阻率,MΩ.cm; p-收集液的電阻率,MΩ.cm; 1.56-電阻率值為2MΩ.cm時試樣單位面積所含相應的NaCl當量,μg/cm2。 B,儀器測試法 可按IPC-TM-650-2.3.26執行或參考IPC-TM-650-2.3.26.1執行。 通過測量測試液的溫度和密度確定其異丙醇的含量,并使之達到75%。開啟凈化泵,利用離子交換柱進行凈化處理,直到測試液電阻率達到或超過20MΩ.cm。系統校驗無誤后,在測試槽中注入適量的測試液,放入測試樣品,開啟測試泵測量測試液的電阻率,至電阻率達到穩定為止。 C,數據處理 根據測試循環回路結構的不同,該測試又可分為靜態測試法和動態測試法。靜態測試法的循環回路由測試槽、電阻率測試探頭和測試泵構成。單位面積上的NaCl當量按公式

      (3)計算。 式中:Wr-每平方厘米面積上的NaCl當量,μgNaCl/cm2。 V-測試循環回路中測試液的體積,L; p1--測試液的最終電阻率值,Ω.cm。 S-測試樣品的面積(長*寬*2),cm2。 po-測試液的初始電阻率值,Ω.cm。 C--測試液中異丙醇含量(75%); A、B--實驗常數。 動態測試法的測試循環回路由測試槽、電阻率測試探頭、測試泵和離子交換柱構成。因為在整個測試過程中,測試液不停地經過離子交換柱凈化處理,所以在測試過程中應連續測量測試液的電阻率,并進行累加。所萃取出的離子量符合公式

      (4)關系。 式中:N--測試液中的離子量,moL; k-實驗常數; V-測試循環回路中測試液的體積,L; P1-t時測試的電阻率值。 2)離子色譜測試法 可按IPC-TM-650中2.3.28執行。 使用的實驗器材包括: 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。 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(印制電路板應全部浸泡在萃取溶液中)并進行熱密封后,放入(80±5)0C的熱水浴包中1小時。取出塑料袋,將萃取液送入離子色譜儀中進行測試,離子含量按公式

      (5)計算。 式中:Wr--每平方厘米面積上某離子的含量,μgNaCl/cm2。 C-根據標樣測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行測試的萃取液的體積,mL; S-印制電路板面積(長*寬*2),cm2。


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