印制电路板清洗质量检测

印制电路板清洗质量检测质量要求1.原材料质量要求1）锡铅焊料压力加工锡铅焊料的化学成分需符合GB/T31311的要求。铸造锡铅焊料的化学成分需符合GB/T8012的要求。2）焊剂关于焊剂质量，应该从焊剂的外观、物理稳定性和颜色、不挥发物含量、粘性和密度、水萃取电阻值、卤素含量、固体含量、助焊性、干燥度、铜镜腐蚀性、绝缘电阻、离子污染等方面进行检测。如免洗类液态焊剂要求：1）外观：液体透明、均匀，无杂质、沉淀、异物和强烈刺激性气味；2）固体含量：不大于10％；3）卤素含量：无卤素离子；4）助焊性：扩展率不小于80％；5）铜镜腐蚀：铜镜应无穿透性腐蚀；6）绝缘电阻：（焊后）大于1*10Ω；7）离子污染等级及要求符合表1的规定。表1等级NaCl含量，μg/cm21＜1.521.5-3.033.0-5.0再如松香基液态焊剂按GB/T9491的要求：1）外观：焊剂质量应均匀一致，透明，无沉淀或分层现象、无异物；2）物理稳定性和颜色：焊剂应保持透明和无分层或沉淀现象；或R型焊剂的颜色应不深于铁钻比色计的色阶编号11，RMA型的颜色应不深于铁钻比色计的色阶编号13；3）不挥发物含量：不小于15％；4）粘性和密度：粘性在50C时，应能被医用吸管迅速吸入；密度在250C时，应为0.80g/cm3-0.95g/cm3;5）水萃取电阻值：R型和RMA型焊剂的水萃取液平均电阻率不小于1*105Ω.cm，RA型焊剂的水萃取液平均电阻率不小于5*105Ω.cm；6）卤素含量：R型和RMA型焊剂不应使铬酸银试纸颜色呈白色或浅黄色，RA型焊剂的卤素含量应为0.07％-0.20％或符合有关规定；7）助焊性：焊剂扩展率R型应不小于75％，RMA型应不小于80％，RA型应不小于90％；8）干燥度：焊剂残渣表面应无粘性，表面上的白垩粉应容易被去除；9）铜镜腐蚀：RA型焊剂应基本无变化，RMA型焊剂不应使铜膜有穿透性的腐蚀；10）绝缘电阻：焊接前后的绝缘电阻应不小于表2中的值。表2焊剂类型一级二级R、RMA1*1012Ω1*1011ΩRA1*1011Ω1*1010ΩIPC-SF-818对助焊剂表面绝缘电阻规定见表3。2.印制电路板清洗质量要求目前我国电子行业对作为最终产品的印制电路板还未形成统一的清洗质量规范。在发达国家较普遍使用的行业标准中对印制电路板的清洗质量有以下规定。1）J-STD-001B规定：A，离子污染物含量：＜1.56μgNaCl/cm2；B，助焊剂残留量：一级＜200μgNaCl/cm2，二级＜100μgNaCl/cm2，三级＜40μgNa-Cl/cm2；C，平均绝缘电阻＞1*108Ω，（log10)的标准差＜3.2）IPC-SA-61按工艺规定的值见表4。3）MIL-STD-2000A规定离子污染物含量＜1.56μgNaCl/cm2。此外，在MIL-P-28809规范中，规定也可用清洗或清洗液溶液的电阻率作为清洗度的判据，清洗溶液电阻率大于2*106Ω.cm为干净，否则为不干净。这种方法适用于清洗工艺的监测。由于各种商业性表面离子污染测试仪的出现，不同测试系统的测试结果均有所不同，但都高于手工测试结果。因此，提出了等值系数这一概念，实现了不同系统的测试结果的可对比性。（表5）。表3等级焊剂类型一级二级三级（500C，90%RH，7天）（500C，90%RH，7天）（500C，90%RH，7天）低活性焊剂100100100中等活性焊剂100100100活性焊剂100100100表4含量工艺离子污染物含量助焊剂残留量工艺A＜1.5μgNaCl/cm2＜217μg/板工艺C＜2.8μgNaCl/cm2＜2852μg/板工艺D＜9.4μgNaCl/cm2＜1481μg/板平均绝缘电阻值＞1*108Ω，（log10)的标准差＜3＞1*108Ω，（log10)的标准差＜3注：1工艺A：印制板裸板—测试；2工艺C：印制板裸板—SMT—回流焊—清洗—测试；3工艺D：印制板裸板—SMT—回流焊—清洗—波峰焊—清洗—测试；4测试板为IPC-B-36。表5方法等值系数法仪器“可接受范围”，μgNaCl/cm2MIL-P-28809Backman7.545/7.545=11.56MIL-P-28809Markson7.545/7.545=11.56OmegaMeter10.51/7.545=1.392.2Lonograph15.20/7.545=2.013.1lonChaser24.50/7.545=3.255.1表面离子污染检测标准1）手工测试标准：GB/T4677.22、IPC-TM-650-2.3.25、MIL-STD-2000A。2)仪器测试标准：IPC-TM-650-2.3.26、IPC-TM-650-2.3.26.1、IPC-TM-650-2.3.28、GB/T4677.22、MIL-STD-2000A。3)助焊剂残留物测试标准：IPC-TM-650-2.3.27、IPC-TM-650-2.3.27.1、IPC-TM-650-2.3.38、IPC-TM-650-2.3.39。检测方法1.目视检验不使用放大镜，直接用眼睛观测印制电路板表面应无明显的残留物存在。2.表面离子污染测试方法。1）萃取溶液电阻率（ROSE）测试法萃取溶液电阻率测试法的原理是，以75％异丙醇加25％去离子水（体积比）为测试溶液，冲洗印制电路板表面并使残留在印制板表面上的污染物溶解到测试溶液中。由于这些污染物中的正负离子使测试溶液的电阻率降低，溶入测试液中的离子越多其电阻率降低的也越多，二者具有反比函数关系。测试液中的离子当量=常数/测试液的电阻率（1）正是利用这种函数关系，通过测定测试液冲洗前后的电阻值及所使用测试液的体积，可以计算出印制电路板表面残留离子的含量，并规定以每平方厘米NaCl当量来表示，即μgNaCl/cm2。A，手工测试法可按GB/T4677.22执行，或参考IPC-TM-650中2.3.25、MIL-STD-2000A执行。按每平方厘米印制电路板1.5ml的比例量取测试溶液。测试溶液的电阻率必须大于6MΩ.cm，以细流方式冲洗印制电路板表面，直到测试溶液全部收集到烧杯内，该过程至少需要1分钟。用电导电桥或等同量程和精度的仪器测量测试溶液的电阻率，按公式（5-2）计算单位面积上的NaCl当量。Wr=1.56*2/p..........(2)式中：Wr--每平方厘米面积上的NaCl当量，μgNaCl/cm2；2-当试样含有1.56μgNaCl/cm2时的电阻率，MΩ.cm；p-收集液的电阻率，MΩ.cm；1.56-电阻率值为2MΩ.cm时试样单位面积所含相应的NaCl当量，μg/cm2。B，仪器测试法可按IPC-TM-650-2.3.26执行或参考IPC-TM-650-2.3.26.1执行。通过测量测试液的温度和密度确定其异丙醇的含量，并使之达到75％。开启净化泵，利用离子交换柱进行净化处理，直到测试液电阻率达到或超过20MΩ.cm。系统校验无误后，在测试槽中注入适量的测试液，放入测试样品，开启测试泵测量测试液的电阻率，至电阻率达到稳定为止。C，数据处理根据测试循环回路结构的不同，该测试又可分为静态测试法和动态测试法。静态测试法的循环回路由测试槽、电阻率测试探头和测试泵构成。单位面积上的NaCl当量按公式（3）计算。式中：Wr-每平方厘米面积上的NaCl当量，μgNaCl/cm2。V-测试循环回路中测试液的体积，L；p1--测试液的最终电阻率值，Ω.cm。S-测试样品的面积（长*宽*2），cm2。po-测试液的初始电阻率值，Ω.cm。C--测试液中异丙醇含量（75％）；A、B--实验常数。动态测试法的测试循环回路由测试槽、电阻率测试探头、测试泵和离子交换柱构成。因为在整个测试过程中，测试液不停地经过离子交换柱净化处理，所以在测试过程中应连续测量测试液的电阻率，并进行累加。所萃取出的离子量符合公式（4）关系。式中：N--测试液中的离子量，moL;k-实验常数；V-测试循环回路中测试液的体积，L；P1-t时测试的电阻率值。2）离子色谱测试法可按IPC-TM-650中2.3.28执行。使用的实验器材包括：A，离子色谱仪；B，热水浴包：800C±50C；C，聚乙烯可密封塑料袋：可萃取的污染物＜25mg/kg;D,聚乙烯塑料手袋：Cl-＜3mg/kg；E，去离子水：18.3MΩ.cm，Cl-＜50mg/kg；F，异丙醇：电子级。配置75％异丙醇加25％去离子水（体积比）萃取溶液，将印制电路板和（100-250）mL萃取液放入聚乙烯塑料袋内（印制电路板应全部浸泡在萃取溶液中）并进行热密封后，放入（80±5）0C的热水浴包中1小时。取出塑料袋，将萃取液送入离子色谱仪中进行测试，离子含量按公式(5)计算。式中：Wr--每平方厘米面积上某离子的含量，μgNaCl/cm2。C-根据标样测试出的萃取液中某离子的含量，mg/kg；V0-注入到聚乙烯塑料袋中的萃取液的体积，mL;V1-注入到离子色谱仪中进行测试的萃取液的体积，mL;S-印制电路板面积（长*宽*2），cm2。3.助焊剂残留物测试1）污痕观测法可按IPC-TM-650-2.3.38执行。测试样品尺寸应大于50mm*75mm，使用光谱或高效液相色谱级的乙腈或其他溶液为测试液体。用滴管每次将（0.25-0.5）mL测试液慢慢滴到样品表面上使其清洗小面积的样品表面，并滴到玻璃载片上。在无油空气或氮气气流下吹干测试溶液，重复清洗直至测试液用量达到2mL/cm2为止。观察玻璃载片，如果有清洗下来的残留物存在，则很容易看到。2）红外分光光度计测试法可按IPC-TM-650-2.3.39执行。测试仪器为红外分光光度计（2.5μm-16μm),KRS-5或ZnSeMIR.测试溶液为光谱或高效液相色谱级的乙腈或其他溶剂。用与污痕观测法相同的方法在MIR片上制备样品，并将相同体积的乙腈滴到另一块MIR片上作为参样。将样品谱图与参样谱图对比，如果两者不同，说明样品有污染。3）紫外分光光度计测试法可按IPC-TM-650-2.3.27执行。测试仪器为紫外分光光度计。测试溶液为HPLC测试液加1.0％磷酸加0.1％水。用索氏萃取法萃取所用的焊膏或助焊剂中的松香，配制成标样，残留物含量分别为0.002％、0.004％、0.006％、0.008％和0.010％。在241nm波长处使用紫外分光光度计进行测试并制出工作曲线。向干净的塑料袋中加入100mL测试溶液，摇动10分钟后再测试，如吸收系数超出范围，再向塑料袋中加入100mL测试溶液，摇动10分钟后再测试，如吸收系数还超出范围，再向塑料袋中加入100mL测试溶液，直到吸收系数低于3.000.利用工作曲线判定其残留物的浓度。残留物含量按公式（6）计算：4）高效液相色谱法可按IPC-TM-650-2.3.27.1执行。测试仪器为高效液相色谱仪。测试溶液为75％异丙醇（HPLC级）加25％去离子水（18.3MΩ.cm)(体积比）。将（75-200）mL的测试溶液注入塑料袋，放入测试样品后热密封，在（80±5）0C的热水中放置1小时，分别测试标样和该样品溶液。仪器测试条件如下：A，波长：220nm、240nm；B,柱温：600C；C，淋洗液：60％乙腈加40％水（体积比）；D，流速：2mL/min；E，进样量：10mL.数据按公式（7）和（8）进行处理：C=（S1*C0*V0）/（S0*V1）（7）式中：C-样品溶液中残留物浓度，mg/L；S1-样品溶液峰的面积；C0-标样的浓度，mg/L；V0-标样进样量，mL；S0-标样锋的积分面积；V1-样品溶液进样量，mL.残留物含量μ（g/cm2)=（C*V/S）*1000........（8）式中：C-样品溶液中残留物浓度，mg/L；V-样品溶液体积，mL；S-标样面积，cm2.4.表面绝缘电阻测试方法1）助焊剂表面绝缘电阻测试方法可按GB/T9491或参考IPC-TM-650-2.6.3.3执行。A，焊接前的绝缘电阻分别将0.3mL焊剂试样均匀地滴加在三块制备