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目 录
PCBA污染物分类
PCBA污染物及其影响
电迁移影响因素
电迁移发生的三个阶段:
1)路径形成;
2)初始化;
3)树枝状生长
控制电迁移的主要方法:积极控制板级的清洁度
枝晶产生的前提是金属发生了腐蚀,并存在电场的影响。而Ag、Pb、Zn等金属易于腐蚀,且在空气中氧化腐蚀反应的电极电位差小,可逆反应的吉布斯自由能较小导致电迁移非常容易发生,因而银的电迁移与枝晶的生长最容易发生。电迁移失效的PCBA在进行必要的清洗后功能常常恢复正常。 在电子显微镜下对样品失效位置进行外观检查及电测发现:客户反馈的失效点(A,B)之间的绝缘电阻值在45K Ω左右,失效区域的相邻导线之间的板面上存在多处明显白斑;而良品相同点之间的绝缘电阻值大于1010 Ω,板面未发现存在明显的白斑异常现象。经过正常清洗之后,PCBA板面焊盘周围无可见Flux残留物,白斑区域是在产品组装并使用一段时间之后才逐渐显现,用溶剂清洗不掉。 (注:此案例及图片引用于工业和信息化部电子第五研究所赛宝实验室)
现象:切片发现白斑区域的阻焊膜与基材之间存在明显的空隙,空隙中的物质含有Ni,Cu,Cl等等元素,而金属电化学迁移的成分与之基本相同。其中含Ni元素和氯元素的物质很可能来源于PCB阻焊膜印制前的处理液。
原因分析:
PCB制程残留液造成该处基材与阻焊膜之间结合不良而生成板面外观上的白斑。
产品组装并使用时,相邻导线在偏压影响下,白斑区域的板面上会逐渐发生金属离子性物质的迁移,并在板面上出现树枝状盐类沉积物并不断蔓延伸展,导致相邻导线之间的绝缘电阻值降低甚至短路。
导线之间的金属迁移是导致失效品微漏电的主要原因。
蠕变腐蚀的产生:微型化、PCB表面处理、电路板的清洁度、有硫蠕变腐蚀倾向的场所。蠕变腐蚀不需要电磁场,XU和Fleming报道当活性助焊剂在焊接后没有经过清洗,蠕变腐蚀会在5天内产生。
PCBA生产制造用到的清洗工艺中,对于不同级别要求的产品,采用的助焊剂以及所经过工序的差别,需采用的清洗工艺和设备也有所不同。目前水基清洗剂应用在PCBA清洗工艺中,比较常见的清洗工艺有以下几种:
需要考虑的有如下几方面的因素:
终端使用环境(航天、医疗、军事、汽车、信息科技等);
产品的设计/服役周期(90天、3年、20年、50年、保质期+1天);
涉及的技术(高频、高阻抗、电源);
失效现象与标准所定义的终端产品1、2、3级相对应的产品(例如: 移动电话、心率调整器)。
清洗异常现象
FPC清洗后有“油点”现象,实际测量部分“油点”的尺寸,最大的为0.3~0.4mm,一般尺寸为0.1~0.2mm左右,不良率达80%以上。
活性剂分子吸附
从工艺方面进行分析
FPC在批量清洗时需借助磁性治具使之“站立”在清洗篮中;治具会遮盖FPC边缘; 客户在漂洗段未开启超声波,仅用循环流水鼓泡方式,使治具遮盖区域的残留液不易从缝隙中游离出来。 工艺按照2槽超声清洗+2槽以上超声漂洗,即可解决因治具遮盖引起的残留液沾附问题。
非极性溶剂的相似相溶原理对油点进行有效溶解形成溶液; 复合相液中的功能性表面活性剂可以将油点分散成细小的液滴且被水分子包裹,使其形成乳浊液存在于水中而不聚集。 抗再沉积技术避免了污染物的再度吸附。
碳膜的多采用酚醛树脂,其结构上存在羟基与苯环直接相连,由于共轭效应,氧原子上未共享电子对移向苯环上而使氢原子易成H+, 它在碱溶液中与OH-作用,引起水解致使整个分子受破坏,同时高温加速水解。
文字油墨的主体是不形成网状结构或体型结构的线型树脂,此类树脂是碳原子以直链形式连接,稳定性差。溶剂对表面分子链先溶剂化,然后树脂内部逐步溶剂化,使油墨溶胀引起鼓泡或脱落。
采用中性水基清洗或常温清洗可缓解碳膜和文字油墨等材料的破坏,在规定的清洗时限内保持材料的完好性。
以XX水基清洗剂为例,结合了溶剂和表面活性剂技术优点的水基清洗技术,具有宽大的应用窗口和从电子基材表面彻底去除所有污染物的能力。
以水为清洗介质主体,采用复合相变技术,微相因子从基材表面去除污染物并将其转移到周围的水相环境中,污染物可以被简单地从清洗液中过滤出来。
关键词:电迁移,蠕变腐蚀,枝晶生长,锡须生长,海洋腐蚀,晶须,PCBA表面清净度,PCB表面能,水基清洗,共轭效应
完结——以下无正文
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