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对工艺残留物的认识及板面清洁的重要性

2010-8-25 13:56| 发布者: smt| 查看: 3361| 评论: 0|来自: SMT门户网

摘要: 每一个印制板者都知道在加工过程中必须要使用各类化工药品,但是并不是每一个人都了解化学残留物对电子组装生产的影响。印制电路板的制造者对板面清洁性重 要作用的重视程度,对于后续的电子产品组装者能够生产出安全 ...

每一个印制板者都知道在加工过程中必须要使用各类化工药品,但是并不是每一个人都了解化学残留物对电子组装生产的影响。印制电路板的制造者对板面清洁性重 要作用的重视程度,对于后续的电子产品组装者能够生产出安全可靠,稳定实用的产品来说是至关重要的,在电子工业中,离子色谱分析法是一种重要的工具。应用 这种方法,可以对工艺残留物进行定性和定量分析,并指出其来源。那么,究竟有哪些化学物质对PCB生产来讲是有益的,而对组装来说又恰恰相反呢?

一、氯离子

一般人们只知道氯可以杀菌,在自来水和游泳池里通常都要用到。含氯的漂白粉还可以让我们的衣服又白又亮,但日常生活与电子产品是不尽相同的。 PCB生产者都应该关心的是下面几件事:

1.对PCB组装者来说,氯离子的存在会造成漏电,侵蚀和金属物质的电离。氯是非金属活动性非常强的物质。在组件板上如果有足够氯离子的话,氯 与潮气中的水分化合形成的离子电极电位,会引起腐蚀和金属电离。

2.在印制电路生产过程中,板面氯离子有许多潜在的可能来源。在一般情况下,找出产生氯离子的所有来源是比较困难的。经常出现这种情况的地方包 括:热风整平(HASL)中的助焊剂,操作者皮肤上的汗以及清洗用的自来水等等。

3.氯离子的含量受助焊剂的化学成分的影响。由于松香脂的自然特性,组装工艺中若采用高质量的固体松香做助焊剂(例如活性焊剂或轻度活性焊 剂),那么氯离子的含量相对高。树脂基的或松香基的水溶性焊剂和免清洗焊剂在这方面则相反。因此,最终用于组装焊接工艺的水溶性或无清洗焊剂氯离子的含量 要低。

4.氯离子的含量受PCB板材的材质情况的影响。PCB板材的材质情况(包括其绝缘基底和附着的金属)决定了组装过程中可容许的氯离子的含量。 陶瓷混合物基材或者其他的在耐熔物质上形成的材料,例如铝等等,就比有机基材例如环氧玻璃布基材对氯离子的存在量更加敏感。这部分是由于表面集成分布已达 到微观范围的程度。就表面金属层来说,镍/金表面本身就比铅/锡表面要干净得多。

二、溴

相对而言,溴对于电路工作稳定性的影响比氯要小。溴的用途是做为环氧玻璃布中阻燃添加物质。PCB加工过程中有溴化物的地方还包括阻焊油墨,字 符油墨和某些以溴为活性材料的助焊剂。溴产生的腐蚀作用主要是来自于助焊剂的残留物(例如,HASL助焊剂)。溴含量的多少,与板材的疏松程度或者阻焊层 的空隙率有关,所以材板或阻焊的情况如何,反映了溴含量的高低。另外,板子高温清洗的次数也对溴含量起作用,溴化物影响的大小与印制板的工艺过程,特别是 组装件焊接前对热风整平助焊机的清洗有关。

三、硫酸根离子

与氯,溴离子所起的作用一样,超量硫酸盐类的存在,也会对电子组装材料造成伤害。硫酸盐来自PCB加工过程中的许多工艺,其中包括了各种牛皮 纸,塑料材料和微蚀所用的酸等等。最经常地,硫酸根离子来自漂洗或清洗所用的自来水。

四、甲基磺酸

甲基磺酸(MSA)是一种苛性化学物质,通常在许多电镀工艺中要用到。我们现在已经发现,MSA还被用来在一些热风整平助焊剂中被作为活性剂的 替代品。如果MSA没有被充分中和或清洗干净的话,它的腐蚀作用将是氯的许多倍。MSA的化学平衡式如下:

CH3SO3H(aq) —— CH3+(aq.)+HSO3- ——- (aq.)
在这里:CH3+=甲醛
HSO3-=硫化氢或磺酸盐(负离子)

五、清洁的一般原则

如何才算足够的清洁?确定的回答目前好像是:”无法确定”。传统上,大多数关于板面清洁度的军事标准和商业标准都只标明了”合格”与”不合格” 的极限度。但是这类限定参数一般都没有考虑到组装元器件的复杂程度,最终用户的使用环境或可靠性等等。大多数工业标准都十分重视这样一个事实,即板面清洁 的标准必须基于一系列已经或可能出现的对组装产品产生不利影响的问题。所以,在目前情况下,人们尚不能提供一个统一,完整,精当的关于成品印制电路板版面 清洁度的标准。

美国的污染物研究实验室(CSL)根据十年来在解决实际问题和事故分析数据方面的经验,已经提供了一些相关的板面清洁度的规范。

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