为什么表面清洁对于电子PCB至关重要

定义“Clean”实际上比听起来更复杂。清洁度可以在旁观者的眼中（我的意思是，我们都有一个大学室友发誓他们整洁，但是让我们说实话......），它也可以计算并精确地管理N.学位。关于PCB清洁度电子产品制造在美国，有一个流行的观点几十年来一直主导着人们的讨论。

离子污染是电子集装制造商多年来的清洁度问题。离子污染肯定会导致PCB电路中的短路，但问题是 - 这种类型污染的测试方法有限。它们无法确定污染领域，并且它们无法考虑超出离子形式的任何形式的污染，留出所有有机残留物。

清洁对于电子产品的可预测功能是至关重要的，因为它：

• 允许信心，共形涂层会粘
• 确保涂层下方没有肾脏捕获
• 通过消除故障威胁(如导致短路的树枝状生长)来提高可靠性

电子清洁的简要历史

在1970年代和1980年，军事和制造标准化体如此IPC编写电子组件的洁净度规范。这些主要着眼于去除助焊剂残留物，即电路板保护层上的残余残留物，通过减少氧化来支持焊接和回流过程。该标准还明确了离子洁净度的可接受水平。

下载我们的清单来诊断您在PCB制造过程中遇到的附带故障的根本原因：检查表:制造商粘附失效根本原因分析

助焊剂残留需要拆除，因为它可以捕获水分和污染物对粘附有害的污染物，它可以在电路板上短路（电路板上的紧密间隔的导体（由于尺寸缩小的电子元件变得更大的问题，并且组件在电路板上变得更加紧凑）。

无清洁助焊剂的出现似乎解决了许多清洁问题，并简化了制造流程。但是，在高可靠性应用中，涂层和短路故障仍然在一定程度上是不可接受的。随着电子技术进入高可靠性应用领域，如医疗设备、军事和航空航天车辆和飞机的关键任务系统，以及汽车传感器系统，清除通量残留和确保完全可靠性的需求成为一个更大的问题。清洁工作一如既往地重要。

因此，现在我们正在进行清洁电子组件的新时代，在那里清洁和测量板上的污染物的整体是至关重要的。

如何清洁印刷电路板，以获得高可靠性

有许多方法可以去除助焊剂，并清除可能导致涂层不一致或促进枝晶生长的板面上的大多数污染物。最常见和有效的清洁方法的选择是水浴和冲洗循环。可溶污染，如离子物种，剩余的助焊剂残留物和基本上所有的碎片将在工业清洗处理。有时，虽然不太频繁，但需要人工清洗来清除一些在固化炉中塑化的残留物，这些残留物很难单独用浴液清除。

多年来，清洁标准没有大幅变化。谈到离子污染时，IPC-TM-650标准在氯化钠（NaCl）的军用应用（0.65μg/ In2）中为50.1μg/ in2设定0.1μg/ in2的可接受范围。但随着可靠性预期的上升，该标准必须增强。仅用于离子污染的清洁是不足以防止故障，并且优势清洁方法不符合高可靠性要求的挑战。

随着有机污染的清洗和pcb表面的化学清洁需要可靠的涂层附着力越来越明显，使用等离子体的表面处理工艺变得越来越普遍。

等离子体处理系统是高精度的清洁单元，能够针对板上难以用传统方法清洁的地方。此外，等离子体主要用于改变电路板表面的化学成分。通过用一种特殊的化学物质轰击表面，分子键被打破，一个高度活跃的表面被创造出来，形成一个非常可结合的情况。通过在线自动化，等离子体是高速率、高可靠性制造的一个极好的选择。

清洁过程控制以创造可预测的结果

关于清洁标准和洁净度测试方法的争论最近已经升温，因为标准正在扩大，包括一个更丰富的定义的洁净度。离子色谱(IC)、溶剂提取物电阻率(ROSE)测试、表面绝缘电阻测试(SIR)、视觉测试都是确定组件是否清洁的有用工具，每种测试都有优缺点。

虽然ROSE测试仍然是迄今为止最流行和最容易获得的洁净度测试方法，但它也不是没有缺点。ROSE检测仪因其速度和相对较低的价格而受到欢迎，但它们不能检测所有可能的污染形式，而且它们检测到的离子污染是整个表面的平均污染。所以，如果测试检测到任何污染，它不能告诉你它在表面上的位置，它假设所有检测到的污染是均匀分布在整个板上的。

针对有机污染物的引脚污染和定量评估的一种非常有用的方法是使用水接触角测量。水接触角的工作原理是将一滴水沉淀在材料表面，然后测量水滴膨胀(湿润)或收缩(凝结)的程度。如果水被吸引到表面，因为化学成分对水有一个强大的吸引力，它会湿。这与保形涂层对表面的反应直接相关。有了这个测量，你可以有效地预测涂层是否会很好地与表面结合，然后它也可以用来了解涂层在整个表面是否均匀。

水接触角是所有清洁方法的绝佳过程检查。如果您在每次清洁和治疗前后进行测量，这些测量可以提醒您否则将无法看到的更改。这些测量可以直接在线上拍摄自动化设备或作为供应链管理工具在质量检查点检查所有来料。

电子汇编器制造的一些最危险的假设是：

• 来自造型器的所有裸板都很干净。
• 董事会上的所有组件都是干净的，没有污染问题

现在，大多数制造商不得不假设这些事情，因为没有可靠的方法来进行检查。通过使用接触角来测量0b足球 当零件被接收时，提供了一种跟踪在整个装配和粘附过程中可能引入污染的方法。这样，你就能真正看到造成污染的原因，并使你所有的清洁努力尽可能有效。

看看下面的图片，你可以看到在pcb表面有很多粘接点和潜在的粘接失效的地方。所有这些区域都需要彻底清洁和检查，以便完全做好粘接和涂层的准备。

重新定义清洁

为了控制导致涂层失效和电化学迁移(ECM)导致短路的残留的总量，您需要有一个清洁的定义，包括所有可能威胁您的板的污染物。

人们对可靠性的期望越来越高，清洗方法也需要适应这种情况。确保你的清洁是有效的最好方法是测量它。衡量清洁度最有效的方法是评估每个步骤中可能发生污染和发生清洁的地方所涉及的所有材料。这些关键控制点需要通过数据驱动的测试系统进行监测，最终证明地面是干净的，并且可以粘接。

要了解有关诊断PCB制造中粘附故障的根本原因以及如何控制清洁方法和供应链的根本原因，请下载我们的电子书：检查表:制造商粘附失效根本原因分析。