PCBA污染物指任何使PCBA的化學(xué)、物理或電氣性能降低到不合格水平的表面沉積物、雜質(zhì)、夾渣以及被吸附物。
PCBA加工中產(chǎn)生的離子或非離子污染,當(dāng)暴露于潮濕環(huán)境中或存在電場(chǎng)的條件下,就會(huì)引起化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕,產(chǎn)生漏電流或離子遷移,對(duì)產(chǎn)品的性能及壽命產(chǎn)生影響。
據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),近50%的PCBA成品失效是由于環(huán)境引起的,而近60%的失效發(fā)生在存放的庫(kù)房中。三防涂覆工藝雖可對(duì)環(huán)境影響起到一定阻隔防護(hù),但污染物如果不清洗,涂層可能會(huì)失去保護(hù)意義。
常見(jiàn)的對(duì)PCBA質(zhì)量有重要危害的污染物:
PCBA加工中污染物包括各種表面殘留物、污染物以及被表面吸附或吸收的能使產(chǎn)品性能下降的物質(zhì)。各種污染物按組成可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大系列。
1、無(wú)機(jī)污染物會(huì)減小絕緣電阻,增加漏電流,在潮濕的環(huán)境中還會(huì)使金屬表面腐蝕。
無(wú)機(jī)污染物一般為極性污染物,也叫離子污染物,主要來(lái)自于PCB(如蝕刻、電鍍、化學(xué)鍍和阻焊層等工序)、元器件封裝材料、助焊劑、設(shè)備油污、人員指印及環(huán)境灰塵等,表現(xiàn)為各種無(wú)機(jī)酸、無(wú)機(jī)鹽及有機(jī)酸等,需極性溶劑進(jìn)行清除(如水或醇類(lèi))。
離子污染物分子具有偏心的電子分布,容易吸潮,在空氣中二氧化碳作用下產(chǎn)生正、負(fù)離子,導(dǎo)致產(chǎn)品腐蝕,引起表面絕緣電阻下降,在有電場(chǎng)存在的條件下還會(huì)發(fā)生電遷移,產(chǎn)生枝狀結(jié)晶,導(dǎo)致漏電和短路。極性污染物的低表面能還可使其穿透阻焊層,在板表層下生長(zhǎng)枝晶。當(dāng)然,極性污染物也可是非離子的,在偏置電壓、高溫或其他應(yīng)力存在時(shí),各種負(fù)電性分子就自行排成行形成電流。
2、有機(jī)污染物會(huì)形成絕緣膜,影響電接觸,甚至形成開(kāi)路失效。
有機(jī)污染物一般是非極性或弱極性的,多為非離子型污染,需非極性溶劑或復(fù)合溶劑進(jìn)行清除。非極性類(lèi)主要包括松香、人造樹(shù)脂、焊劑稀釋劑、阻焊膜整平劑、清洗劑(如醇類(lèi))、防氧化油、膚油、膠及油脂等,表現(xiàn)為由長(zhǎng)鏈碳?xì)浠衔锘蛱荚拥闹舅峤M成;弱極性類(lèi)主要包括焊劑中的有機(jī)酸堿。
非離子污染物分子沒(méi)有偏心電子分布,不能分離成離子,也不產(chǎn)生化學(xué)腐蝕和電氣故障,但會(huì)使可焊性下降,影響焊點(diǎn)外觀及可檢測(cè)性。值得注意的是,非極性污染物可通過(guò)塵埃吸附極性污染物,使其具有極性污染物特性,導(dǎo)致電氣故障。另外,此類(lèi)物質(zhì)存在熱變性,比較不易清洗,且有時(shí)清洗后出現(xiàn)白色污染。
助焊劑是污染物的主要來(lái)源,主要由成膜劑(松香及人造樹(shù)脂)、活化劑、溶劑及添加劑等組成,焊后產(chǎn)生熱改性生成物。