PCB線路板清潔之標(biāo)準(zhǔn)
經(jīng)常通過我們的技術(shù)支持熱線詢問的一個問題是,“IPC關(guān)于清潔度的標(biāo)準(zhǔn)是什么?”。這是一個經(jīng)常被工業(yè)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??墒?,在大多數(shù)情況中,這對他們個人需要還不夠?qū)I(yè)。
為了回答這個問題,首先要了解簡單標(biāo)準(zhǔn):正在使用的IPC標(biāo)準(zhǔn)、殘留物類型、適用范圍和清潔度標(biāo)準(zhǔn)。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(jié)
標(biāo)準(zhǔn) 殘留物類型 適用范圍 清潔度標(biāo)準(zhǔn)
IPC-6012 離子 所有類別電子的阻焊涂層前的光板 <1.56μg/cm2NaCl當(dāng)量
IPC-6012 有機(jī)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(fā)、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(dāng)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(dāng)要求測試時
但這些答案提供了必要的事實(shí)嗎?不幸的是,很少滿足到打電話的人。事實(shí)上,這些答案通常引發(fā)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(shè)用共形涂層 (conformal coat) 保護(hù)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(yè)的“那段好時光”,新的表面涂層、助焊劑、焊接與清洗系統(tǒng)正不斷出現(xiàn)。很明顯,沒有“萬能的”答案。由于這個理由,標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)格強(qiáng)調(diào)用來證明可靠性的測試規(guī)程,而不是一個簡單的通過/失效數(shù)字。
再仔細(xì)地看一下IPC標(biāo)準(zhǔn) - 特別是IPC-6012,剛性印刷板的的技術(shù)指標(biāo)與性能 - 揭示了,應(yīng)該在文件中規(guī)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(jìn)來的電路板規(guī)定一個更加嚴(yán)格的清潔度要求。
裝配制造商不僅需要規(guī)定進(jìn)來的板的清潔度,而且要與用戶對裝配好的產(chǎn)品的清潔度達(dá)成一致。按照J(rèn)-STD-001,除非用戶規(guī)定,制造商應(yīng)該規(guī)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(jī)表面污染物)。那么清潔系統(tǒng)是在焊接工藝與產(chǎn)品的兼容性的基礎(chǔ)上選擇的。清潔度測試將取決于使用的助焊劑和清潔化學(xué)品。如果使用松香助焊劑,J-STD-001提供了 1、2、3 類產(chǎn)品的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)。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(shù)字要求,如表一所述。
如果氯化物含量是一個關(guān)注,涉及離子色譜分析的工業(yè)研究結(jié)果已經(jīng)顯示,下面的指引是氯化物含量的合理斷點(diǎn)。當(dāng)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(jīng)常得出這個最終答案:真正的清潔度決定于產(chǎn)品和所希望的最終使用環(huán)境。但是怎么決定什么清潔對一個特定的最終使用環(huán)境是足夠的呢?通過徹底和嚴(yán)格的分析,研究每一個潛在的污染物與最終使用情形,進(jìn)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(jìn)其它人的經(jīng)驗(yàn)來縮短增加學(xué)習(xí)的彎路。諸如IPC、EMPF和Naval Avionics Center(美國海軍航空中心)已經(jīng)進(jìn)行了各種清潔度情況的一系列測試與工業(yè)研究;其中一些發(fā)現(xiàn)可在公共領(lǐng)域得到。這些技術(shù)論文和手冊指導(dǎo)個人或公司理解這個微妙的,也很關(guān)鍵的,工藝測試與效果的元素。一個好的例子就是,IPC、美國環(huán)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(diào)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(yè)中下一個大的波動—無鉛焊錫與無鹵化物絕緣層的運(yùn)動 - 可能將觸發(fā)另一次對清潔與清潔度的廣泛的工業(yè)范圍內(nèi)的研究。直到那時,讀者與電話咨詢者將需要在掌握IPC規(guī)格的基礎(chǔ)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(yīng)該是什么的指引中看清楚。
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