电子产品中的离子型和非离子污染

  电子生产过程中会发生很多肉眼无法看到的清洁度污染，但这些污染又常常会造成致命伤害，造成很多无法挽回的损失。如何确保产品清洁度范围，以及如何选择清洁度检测、清洗设备，我们首先得了解造成电子产品清洁度污染的病源。

   线路板的清洁度污染通常非常严重，首先其制作材料本身就存在很严重的污染性，其次生产过程中的有害的残留或者污染物造成。这些有害的残留物或者说污染物我们通常可以分成两大类：离子型或者非离子。

离子污染

   离子残留是那些在湿润环境下分解成正或者负电子。一旦出现此情况，会造成溶剂的电导性提高；非离子型的残留是指那些在线路板生产之后留下来的有机成分，这些成分通常是高分子和油脂。所有这些成分的出现都会影响电子产品的功能性和可靠性。

通常说来，离子污染物通常是造成这些问题的大多数来源。而例子污染又主要是由于两大问题造成，分别是表面腐蚀和结晶生长。这两种结果都会对电子产品造成最终的损坏。

   常见的离子污染来自助焊剂，清洗溶液（比如说自来水）和电镀化学溶剂残留。EMPF（电子设备制造生产率研究所）已经发现由于这些因素最终导致工作的仪器最终损坏的几率都十分高。引脚由于清洁水溶性的助焊剂不合适也会造成侵蚀。造成这种灾难性后果的最终原因就是离子残留。正是由于离子污染造成的晶体的生长，最终引起了短路，造成过多的电流通连接器的损坏。

非离子污染
   非离子污染通常不会对电子产品造成损坏，但是这并不意味其不会对电子产品的可靠性造成影响。事实上通过一系列的实验我们发现，其实际上造成可焊性，互连性和传感器的功能失效。因为非离子污染是不能导电的，他们的出现能够造成连接器的连接端的断路。EMPF通过实验发现了一些金手指由于非离子污染造成厚膜问题。


  离子型和非离子污染又如何测量呢？

1.       离子型污染的测量

a.       电导率测试
   由于污染物的本质的不同，我们需要采用不同的测试方法。最多使用的方法是ROSE，或者说萃取溶剂的电导率测试。最原始的测试是将线路板浸润到溶剂中，在这个过程中，离子在溶剂中分解，这样我们就可以观察到在这个溶剂中的电导率，从而对其进行评估。目前大多数的公司采用自动方法对此进行测试。通过这样的测试我们可以获得单位为等同氯化钠总量的测量结果，同时在行业内公认的是这些测试对质量控制比较有好处，但是对于失效分析的意义却不大。这些仪器最早的设计是为了测试线路板上的RMA助焊剂，这些残留是显而易见会在线路板生产后造成残留。

b.       离子色谱测试
   事实上为了精确监控离子污染我们还可以采用离子色谱来进行分析。这样的系统可以精确标定在线路板上的离子残留的种类和数量。关于测试我们可以采用IPC-TM-6502.3.28所推荐的方法进行测试，我们将线路板或者您的产品置于一个没有离子的环境中，同时使用配比为75/25的异丙醇溶剂。非常重要的一点是采样的过程中我们不能引入新的离子污染。EMPF采用HPLC等级的异丙醇和17兆欧或者更好的去离子水以保证一个没有离子污染的萃取环境。在80度的环境下线路板需要置于溶剂。萃取的溶剂最后进入离子色谱仪，从而用户可以对其进行分析。事实上由于类似的仪器售价比较昂贵和测试方法比较复杂，其是较少被用户采用的。表面绝缘阻抗测试也可以对离子污染残留进行测试。您的测试样品和梳状电路处于85度和85%的湿度的环境下。由于离子残留的出现降低了在连接器两端的阻抗。测试的阻抗通常和没有进行离子污染的线路板的阻抗进行比较。IPC已经有类似的标准出现，IPC-9201，给出了什么是表面绝缘阻抗测试，所用的材料，设备和对结果的解读。

c.       水滴测试
   水滴测试也是对表面绝缘阻抗进行定量分析的一种方法。在Y状电路上加压，或者在我们感兴趣的焊盘或者走线中。我们将水滴置于线路板上，其将两个导体连接。同时我们在光学放大镜的下观察，其在两个导体只见形成短路的时间。表面污染物的残留越少，那么可以想象形成短路的时间越长。目前在所有的以上的测试结果之间仍然存在争议。最新的进展是Michael Weekes在SMTA的年会上发表一些文章，他研究了所有的以上的测试方法，并且试图给出之间的关系。

  2.  非离子污染测试      

   对于非离子污染的测试，目前最常见的方法是FT-IR，FT-IR通过其我们可以吸收或者传输红外光，从而我们可以判断有机物样品的结构。大多数聚合物和有机物对于不同的红外光线都有完全不同的反应。我们通过使用FT-IR光谱仪测试获得的样品最后和数据库或者网上的数据进行比对，最终确定样品的成分和构成。

  了解了两种污染源后，再“对症下药”，做到机器清洁、安全、高效运行。

     更多相关，请到重庆优昂机电清洁度检测仪