前言

電路板行業(yè)越來越多地出現(xiàn)離子污染測試離子濃度殘留檢測。很多業(yè)內(nèi)人不明白為什么歐美的訂單很多都會有離子污染要求，并且逐年加劇，臺階越來越高。其實歐美客戶的離子污染要求也不是無因而生的，因為隨著電子行業(yè)的迅速發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度越來越高，電路板上的元器件密度越來越高，線與線的間距也越來越小。為防止離子遷移導(dǎo)致的失效，對PCB板面的清潔度的要求也就相應(yīng)提高了。若PCB線路板表面有酸性離子（如：硫酸根、硝酸根等）殘留時還會對線路板有腐蝕的情形，易造成開路、短路等現(xiàn)象。產(chǎn)品的壽命也大大降低。所以PCB板面常會有的鋇離子、氯離子、溴離子、硫酸根等離子就有了相應(yīng)的殘留濃度值的要求（單位：ug／in 或ug／cm）。一般客戶離子污染度要求有：2．0、 3．25、5．5、7．0、10．0 ug／in等不同檔次的離子污染度要求。有按總離子濃度要求的，也有按單個離子的濃度要求。而PCB板的表面離子污染度超標(biāo)及離子超標(biāo)客訴常常困擾著很多線路板廠商，為滿足客戶對沉錫板板面離子污染要求，本文通過試驗測試，找出對離子污染又影響的主要因素，并根據(jù)客戶離子污染要求，設(shè)計出了不同的工藝流程，方便工程設(shè)計及生產(chǎn)作業(yè)，工藝通過不同的測試。

2． 試驗設(shè)計和試驗過程

2．1

不同表面處理的離子污染度差異分析

使用同種油墨不同表面處理測得離子污染度數(shù)據(jù)，測試方法為IPC－TM650－2．3．25，測試儀器為離子污染度測試儀；單位：ug／in。

樣品測試流程：

已完成外層正常板件（12片）→阻焊→字符→成型→清洗→FQC1→OSP／化銀／沉錫→離子清洗→FQC2→取樣做離子測試

使用綠色油墨統(tǒng)一條件印刷阻焊，每種表面處理做3塊板，在每塊板中各取2個樣品進(jìn)行測試，除表面處理為噴錫在成型前做噴錫外，其他表面處理都依照上面流程制作，離子污染度測試數(shù)據(jù)如下：

表1

圖1

從以上測得數(shù)據(jù)可知，離子污染度跟表面處理方式關(guān)系較大，表面處理為沉錫的離子污染度最大，都在3．5 ug／in 以上；其次是噴錫，都在3．0 ug／in 以上；OSP和化銀大體差別不大，且都在2．5 ug／in 以下。下面將針對離子污染最高的表面處理為沉錫的PCB進(jìn)行離子污染影響因素分析。

2．2

不同油墨顏色的離子污染度分析

使用不同油墨做同一表面處理－－沉錫后測試各個樣品的離子污染度。

流程：已完成外層正常板件（12片）→阻焊→字符→成型→清洗→FQC1→沉錫→離子清洗→FQC2→取樣做離子測試。

用綠色、綠色無鹵、白色、亞綠色油墨制作阻焊，每種油墨顏色做3塊板，在3塊板中各取2個樣品進(jìn)行測試，離子污染度測試數(shù)據(jù)如下：

表2

圖2

從以上測得數(shù)據(jù)可知，沉錫板的離子污染度跟油墨特性也有關(guān)系，亞綠色最大，都在6．0 到10．0ug／in之間；綠色和綠色無鹵在3．0到5．5 ug／in之間，白色在3．0 ug／in以下。

2．3

增加UV固化后的離子污染度分析

使用亞綠色油墨正常制作阻焊，在字符后增加UV固化。

流程如下：已完成外層正常板件（12片）→阻焊→字符→UV固化→成型→清洗→FQC1→沉錫→離子清洗→FQC2→取樣做離子測試

使用亞綠色油墨依照上面流程制作3塊板，在3塊板中各取2個樣品進(jìn)行測試，離子污染度測試數(shù)據(jù)如下：

表3

圖3

從以上測得數(shù)據(jù)可知，亞綠色油墨沉錫板在字符后加上UV后的離子污染度大大降低，降低到3．0ug／in以下。

2．4

增加UV固化且在離子清洗前

增加煮板流程的離子污染度分析

使用上面測試板，在離子清洗前增加80度＊30MIM煮板流程。

使用亞綠色油墨依照上面流程制作3塊板，在3塊板中各取2個樣品進(jìn)行測試，離子污染度測試數(shù)據(jù)如下：

表4

圖4

從以上測得數(shù)據(jù)可知，在字符后增加UV固化及在離子清洗前增加煮板流程，亞綠色油墨的離子污染度可以做到2．0 ug／in以下。

3． 測試總結(jié)

綜上所述：

（1）沉錫板離子污染度要求≤5．5 ug／in（亞綠色≤10．0 ug／in）的設(shè)計流程為：

阻焊→字符→成型→清洗→FQC1→沉錫→離子清洗→FQC2→FQA→包裝

（2）沉錫板離子污染度要求≤7．0 ug／in或≤5．5 ug／in（亞綠色油墨）的設(shè)計流程為：

阻焊→字符→UV固化→成型→清洗→FQC1→沉錫→離子清洗→FQC2→FQA→包裝

（3）沉錫板離子污染度要求≤3．25 ug／in的阻焊后設(shè)計流程為：

阻焊→字符→UV固化→成型→清洗→FQC1→沉錫→離子清洗→FQC2→FQA→包裝

（4）沉錫板離子污染度要求≤2．0 ug／in的阻焊后設(shè)計流程為：

阻焊→字符→UV固化→成型→清洗→FQC1→沉錫→純水煮板（80度＊30min）→離子清洗→FQC2→FQA→包裝。

通過不同的流程設(shè)計達(dá)到客戶的沉錫板不同離子污染度要求，在測試過程中值得注意的是增加UV流程時需要考量不同的設(shè)備性能和參數(shù)，一般需要考量板件在UV中的速度和能量，因為能量過大速度過慢對阻焊油墨外觀有一定影響，而UV能量過低速度過快對離子污染度的改善效果較差，因此需要依照UV機(jī)的性能、油墨耐UV性及設(shè)備產(chǎn)能等綜合考量其速度和能量來滿足各廠的不同需求。同時影響離子污染度測試結(jié)果的因素很多，在出現(xiàn)離子污染度超標(biāo)時需要首先排除測試過程和方法的變異，在確定測試過程和測試方法無變異下去找到其他制程的變異點，在字符后增加UV和離子清洗前煮板可能不是最佳方法，每個廠的工藝設(shè)計流程可能略有不同，但是以上工藝流程設(shè)計為我司對離子污染度不同要求的一種工藝設(shè)計流程參考，從效果來講可以滿足我司現(xiàn)有客戶需要。