淺析PCBA清洗(PCBA污染物定義)
PCBA線路板污染物危害大,對于可靠性要求高的產(chǎn)品來講,在電路板是不允許任何殘留物或者污染物對軍事應(yīng)用來講,即使是免洗電子組裝件都規(guī)定必須對PCBA線路板清洗。
一、PCBA的污染物的定義
任何使PCBA的化學(xué)、物理或電氣性能降低到不合格水平的表面沉積物、雜質(zhì)、夾渣以及被吸附物主要有以下幾個方面:
1、構(gòu)成PCBA的元器件、PCB的本身污染或氧化等都會帶來PCBA板面污染;
2、生產(chǎn)制造過程中助焊劑產(chǎn)生的殘留物,也是主要污染物;
3、焊接過程中產(chǎn)生的手印記、鏈爪和治具印記,及其他類型的污染物,如堵孔膠,高溫膠帶,手跡和飛塵等;
4、工作場所的塵埃、水及溶劑蒸氣、煙霧、微小顆粒有機(jī)物,以及靜電引起的帶電粒子附著于PCBA的污染。
二、污染的危害污染可能直接或間接引起PCBA潛在的風(fēng)險(xiǎn)
1、殘留物中的有機(jī)酸可能對PCBA造成腐蝕;
2、殘留物中的電離子在通電過程中,因焊點(diǎn)之間的電位差造成電遷移,使產(chǎn)品短路失效;
3、殘留物影響涂覆效果;
4、經(jīng)過時間和環(huán)境溫度的變化,出現(xiàn)涂層龜裂、翹皮,從而引起可靠性問題。
三、污染造成PCBA失效的典型問題
1、腐蝕,PCBA組裝是使用了鐵底材底引線腳底元器件,鐵底材由于缺乏焊料底覆蓋,在鹵素離子以及水分的腐蝕下很快產(chǎn)生Fe3+,使板面發(fā)紅。另外,在潮濕環(huán)境下,具有酸性的離子污染物還可以直接腐蝕銅引線、焊點(diǎn)及元器件,導(dǎo)致電路失效。
2、電遷移,如果在PCBA表面有離子污染存在,極易發(fā)生電遷移現(xiàn)象,出現(xiàn)離子化金屬向相反電極間移動,并在反向端還原成原來的金屬而出現(xiàn)樹枝狀現(xiàn)象稱為樹枝狀分布,(樹突、枝晶、錫須),枝晶的生長有可能造成電路局部短路。
3、電接觸不良,在PCBA的組裝工藝中,一些樹脂比如松香類殘留物常常會污染金手指或其他接插件,在PCBA工作發(fā)熱時或炎熱氣候下,殘留物會產(chǎn)生粘性,易于吸附灰塵或雜質(zhì),引起接觸電阻增大甚至開路失效BGA焊點(diǎn)中PCB面焊盤鎳層存在腐蝕以及鎳層表面富磷層的存在降低了焊點(diǎn)與焊盤的機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度,當(dāng)受到正常應(yīng)力作用時發(fā)生開裂,造成點(diǎn)接觸失效。
四、清洗的必要性
1、外觀和電性能要求,PCBA的污染物最直觀的影響是PCBA的外觀,如果在高溫高濕的環(huán)境中放置或使用,可能出現(xiàn)殘留物吸潮發(fā)白現(xiàn)象由于組件中大量使用無引線芯片、微型BGA、芯片級封裝(CSP)和01005等,元件和電路板之間的距離縮小,尺寸微型化,組裝密度也越來越大。如果鹵化物藏在元件下面清洗不到的地方,局部清洗可能造成因鹵化物釋放而帶來災(zāi)難性的后果。
2、三防漆涂覆需要,在進(jìn)行表面涂覆之前,沒有清洗掉的樹脂殘留物會導(dǎo)致保護(hù)層分層或出現(xiàn)裂紋;活性劑殘留物可能引起涂層下面出現(xiàn)電化學(xué)遷移,導(dǎo)致涂層破裂保護(hù)失效。研究表明,通過清洗可以增加50%涂覆粘結(jié)率。
3、免清洗也需要清洗,按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),免清洗一詞的意思是說電路板的殘留物從化學(xué)的角度看是安全的,不會對電路板產(chǎn)線任何影響,可以留在電路板上檢測腐蝕、SIR、電遷移還有其他專門的檢測手段主要是用來確定鹵素/鹵化物含量,進(jìn)而確定免清洗的組裝件在完成組裝后的安全性。
不過,即使使用固含量低的免清洗助焊劑,仍會有或多或少的殘留物,對于可靠性要求高的產(chǎn)品來講,在電路板是不允許任何殘留物或者污染物對軍事應(yīng)用來講,即使是免洗電子組裝件都規(guī)定必須要對PCBA清洗。
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