PCB-ionische verontreinigingstests

PCB Ionische besmetting

Ongeveer 15% van de PCBA-storingen treedt op als gevolg van contaminatie. Ionische besmetting kan meerdere problemen veroorzaken die leiden tot defecte PCB's. Het testen van de kale plaat op ionische verontreiniging voordat de montage is voltooid, vermindert het risico op defecten veroorzaakt door verontreinigingen. Deze gids beschrijft ionische contaminatie, de problemen die het veroorzaakt en hoe fabrikanten testen op ionische contaminatie uitvoeren.

Wat is ionenverontreiniging in PCB's?

Ionische besmetting vindt plaats wanneer ionische residuen die de betrouwbaarheid en functionaliteit verstoren, op een complete PCB achterblijven. Een ionisch residu bevat atomen of moleculen die geleidend worden in een oplossing. Blootstelling aan vocht zorgt ervoor dat ionische residuen uiteenvallen in negatief of positief geladen elementen, waardoor de algehele geleidbaarheid van de oplossing verandert.

Een PCB kan ook een niet-ionische verontreiniging hebben, waarbij niet-ionische resten betrokken zijn. Niet-ionische resten hebben geen geleidende eigenschappen, waardoor ze na productie en montage meestal op de PCB kunnen blijven. Daarom richten de meeste fabrikanten zich op ionische verontreiniging bij het onderzoeken van de reinheid van een bord. De ionische residuen die tijdens de productie PCB-componenten aantasten, zijn onder meer:

• Zouten
• Anorganische en organische zuren
• Ethanolamines
• Transpiratie
• Flux-activators
• Plaatchemie

Ionische besmetting heeft twee gemeenschappelijke bronnen:

• Gebrek aan reinheid van het blote bord: Veel ionische verontreinigingen komen van het bord zelf. Het fabricageproces van de plaat, evenals de blootstelling aan het milieu, kunnen residuen achterlaten zoals deeltjesresiduen, oliën, zouten en stof. Alvorens componenten aan een kale plaat toe te voegen, moeten fabrikanten ervoor zorgen dat er geen verontreinigingen zijn overgebleven van eerdere stappen in het productieproces.
• Gebruik van agressieve chemie: Koperetsvloeistof, in water oplosbare soldeerchemie en andere soorten agressieve chemicaliën kunnen residu's achterlaten die de geleidbaarheid van het bord veranderen als ze niet goed worden schoongemaakt.

Welke problemen veroorzaken ionische residuen?

Als fabrikanten er niet in slagen om overtollige ionische residuen te verwijderen, kunnen de volgende problemen optreden:

• Corrosie: De meeste PCB's zullen uiteindelijk corroderen vanwege hun metalen materialen. Ionische verontreiniging kan echter resulteren in een veel kortere tijd tot corrosie in vergelijking met de verwachte levensduur van de PCB. Corrosie verwijst naar het proces van zuurstofbinding aan metaal en roestvorming. Wanneer vocht in contact komt met ionische resten, neemt het risico op kortsluiting toe. Het corroderende metaal schilfert af en verliest de chemische eigenschappen die nodig zijn om de printplaat correct te laten werken.
• Dendritische groei: Tijdens dendritische groei groeien geleidende metalen splinters of dendrieten op een PCB door een elektrolytische oplossing die wordt beïnvloed door een gelijkspanningsbias. Dendrieten kunnen snel verschijnen wanneer de poriën in een soldeermasker flux of een ander ionisch residu vasthouden. Wanneer dendrieten met elkaar in contact komen, kunnen defecten zoals kortsluiting en intermitterende werking ontstaan.
• Elektrochemische migratie: Elektrochemische migratie omvat ook dendrieten, maar specifiek wanneer ze over een diëlektrisch materiaal groeien. Omdat dendrieten worden gevormd uit geleidende ionen, kunnen ze stromen anders richten dan het beoogde ontwerp van de PCB. Dendritische groei veroorzaakt elektrochemische migratie, die totale of intermitterende storingen veroorzaakt. Dendritische groei en elektrochemische migratie zijn nauw met elkaar verbonden en vinden meestal gelijktijdig plaats.

Reinheidsmetingen gebruikt bij het testen van ionenverontreiniging

Om ervoor te zorgen dat ionische residuen de levensduur van de printplaat niet verkorten, reinigen veel fabrikanten de print al als onderdeel van het fabricageproces. Met ionische contaminatietests kunnen fabrikanten bepalen of ze tijdens de productie voldoende reinigingstechnieken gebruiken. Testmethoden voor reinheid die worden gebruikt om ionische verontreiniging te detecteren, zijn onder meer:

• Weerstandstesten in waterige reinigingssystemen in batch-formaat: De systemen die worden gebruikt om PCB's te reinigen, zijn vaak afkomstig van een ingebouwd instrument voor het meten van de weerstand. Hoewel deze resultaten niet kunnen worden gebruikt om aan de IPC-normen te voldoen, kunnen ze wel inzicht geven in de effectiviteit van het reinigingssysteem.
• Weerstand van oplosmiddelextract (ROSE)-test: ROSE-tests detecteren bulkionen die tot verontreiniging kunnen leiden. Een nul-ion of soortgelijk type ionische testeenheid trekt de ionen die op de PCB worden gevonden in een oplosmiddeloplossing. De test meet de resultaten als bulkionen per vierkante inch.
• Aangepaste ROSE-test: De gemodificeerde ROSE-test voegt thermische extractiemethoden toe aan de standaard ROSE-test. Het gaat nog steeds om een ​​oplosmiddel dat bulkionen naar buiten trekt. In plaats van de ionen er onder standaardomstandigheden uit te halen, worden de PCB en de oplosmiddeloplossing echter blootgesteld aan een verhoogde temperatuur. De oplossing wordt vervolgens getest met ionograafachtige apparatuur.
• Ionenchromatografietest: Een ionchromatografietest omvat vergelijkbare thermische extractiemethoden als de gemodificeerde ROSE-test. Na extractie wordt de oplossing getest in een ionchromatograaftesteenheid. De resultaten van deze test geven informatie over de specifieke ionensoort in het monster en het niveau van elke soort per vierkante inch.

Schone, geteste printplaten

Millennium Circuits Limited levert alleen PCB's die de beste kwaliteitscontrole in hun klasse zijn om ervoor te zorgen dat hun producten geen verontreinigingen bevatten. Neem vandaag nog online contact met ons op voor meer informatie over onze kwaliteitsnormen.