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PCB線路板清潔之標準
2016/7/25 13:53:59

經常通過我們的技術支持熱線詢問的一個問題是,“IPC關于清潔度的標準是什么?”。這是一個經常被工業新手所問的簡單直率的問題,因此簡單直率的答案一般是他們所想要的。可是,在大多數情況中,這對他們個人需要還不夠專業。

  為了回答這個問題,首先要了解簡單標準:正在使用的IPC標準、殘留物類型、適用范圍和清潔度標準。表一回答了這些問題,古老的方式 - 快捷簡單。

  表一、IPC清潔度要求總結

  標準 殘留物類型 適用范圍 清潔度標準

  IPC-6012 離子 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 <1.56μg/cm2NaCl當量

  IPC-6012 有機物* 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 無污染物析出

  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、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

  * 當要求測試時

  但這些答案提供了必要的事實嗎?不幸的是,很少滿足到打電話的人。事實上,這些答案通常引發更多的問題,比如:“就這個嗎?”;“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?”;“假設用共形涂層 (conformal coat) 保護裝配會怎么樣?”;或者,“其它的非離子污染物怎么辦?”

  不象過去松香助焊劑主宰工業的“那段好時光”,新的表面涂層、助焊劑、焊接與清洗系統正不斷出現。很明顯,沒有“萬能的”答案。由于這個理由,標準與規格強調用來證明可靠性的測試規程,而不是一個簡單的通過/失效數字。

  再仔細地看一下IPC標準 - 特別是IPC-6012,剛性印刷板的的技術指標與性能 - 揭示了,應該在文件中規定上阻焊層、焊錫或替代的表面涂層之后的對光板的清潔度要求。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對進來的電路板規定一個更加嚴格的清潔度要求。

裝配制造商不僅需要規定進來的板的清潔度,而且要與用戶對裝配好的產品的清潔度達成一致。按照J-STD-001,除非用戶規定,制造商應該規定清潔要求(或者免洗或一個或兩個裝配面要清洗)和測試清潔度(或者不要求測試、表面絕緣電阻測試、或者測試離子、松香或其它有機表面污染物)。那么清潔系統是在焊接工藝與產品的兼容性的基礎上選擇的。清潔度測試將取決于使用的助焊劑和清潔化學品。如果使用松香助焊劑,J-STD-001提供了 1、2、3 類產品的數字標準。否則,離子污染測試是最簡單和最小成本的。J-STD-001也有一般的數字要求,如表一所述。

  如果氯化物含量是一個關注,涉及離子色譜分析的工業研究結果已經顯示,下面的指引是氯化物含量的合理斷點。當氯化物含量超過下列水平是,增加了電解失效的危險性:

  對低固體助焊劑,小于0.39μg/cm2

  對高固體松香助焊劑,小于0.70μg/cm2

  對水溶性助焊劑,小于0.75 - 0.78μg/cm2

  對錫/鉛金屬化的光板,小于0.31μg/cm2

  對清潔的討論經常得出這個最終答案:真正的清潔度決定于產品和所希望的最終使用環境。但是怎么決定什么清潔對一個特定的最終使用環境是足夠的呢?通過徹底和嚴格的分析,研究每一個潛在的污染物與最終使用情形,進行長期的可靠性測試。

  但是有沒有更簡易的方法呢?通過引進其它人的經驗來縮短增加學習的彎路。諸如IPC、EMPF和Naval Avionics Center(美國海軍航空中心)已經進行了各種清潔度情況的一系列測試與工業研究;其中一些發現可在公共領域得到。這些技術論文和手冊指導個人或公司理解這個微妙的,也很關鍵的,工藝測試與效果的元素。一個好的例子就是,IPC、美國環保局(EPA, Environmental Protection Agency)、美國國防部(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試程序。這個程序調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。

  電子工業中下一個大的波動—無鉛焊錫與無鹵化物絕緣層的運動 - 可能將觸發另一次對清潔與清潔度的廣泛的工業范圍內的研究。直到那時,讀者與電話咨詢者將需要在掌握IPC規格的基礎上,從各種銷售材料、個案研究、報告與告訴他們個別清潔度要求應該是什么的指引中看清楚。

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