Ионные загрязнения

В процессе производства электронных модулей, включая сборку и транспортировку печатных плат между технологическими операциями, на поверхности плат образуются различные ионные загрязнения. Эти загрязнения в процессе эксплуатации приводят к отказам, вызванным образованием коррозионных участков, повышенными токами утечки и короткими замыканиями.

На сегодняшний день существуют два типа флюсов: требующих отмывки и не требующих. Все флюсы содержат ионные компоненты, присутствие которых на поверхности сборки приводит к отказам и разрушениям.

Возможные последствия ионного загрязнения

1. Появление токов утечки между проводниками

2. Активаторы, входящие в состав флюса, при наличии влаги вызывают уменьшение поверхностного сопротивления изоляции

3. Коррозионное разрушение

4. Рост дендритов между проводниками, приводящий к короткому замыканию

5. Большое количество ионных загрязнений приводит к отслаиванию влагозащитных покрытий

Принцип оценки ионного загрязнения

Для оценки ионного загрязнения применяется следующая технология: собранная плата помещается в емкость с раствором изопропилового спирта и деионизованной воды (соотношение 75/25%). Рабочая жидкость многократно пропускается через емкость с образцом, вседствие чего происходит растворение ионосодержащих загрязнений и диссоциация их на ионы. В результате этого меняется проводимость рабочей жидкости, которая измеряется и пересчитывается в эквивалентную массу NaCl в мкг. на площадь платы.

Необходимость пересчета в ионы NaCl обусловлена тем, что проводимость для раствора NaCl линейно зависит от количества ионов, что упрощает калибровку оборудования.

Существует два подхода к оценке ионного загрязнения: динамический метод и статический метод.

Динамический метод оценки

Измерительная система состоит из одного контура. Ионизованная рабочая жидкость из испытательной области попадает в блок измерения проводимости, далее деионизуется в блоке очистки и попадает опять в измерительную область. Проводимость измеряется в каждом цикле, затем вычисляется суммарное значение проводимости за все циклы.

Измерения прекращаются, когда прекращается изменение проводимости рабочей жидкости.

Использование постоянной деионизации рабочей жидкости в процессе тестирования позволяет:

1. Проводить высокоточные измерения для плохо растворимых и слабо ионизованных загрязнений

2. Исключть влияние CO₂, содержащегося в воздухе, на результат измерения

3. Проводить новое измерение сразу после извлечения платы

Статический метод оценки

Измерительная система состоит из двух независимых замкнутых контуров: испытательного и очищающего. В испытательном контуре рабочая жидкость из испытательной области попадает в блок очистки и возвращается обратно. На испытательную область единовременно может быть замкнут только один из контуров. В начале измерений включен очищающий контур, рабочая жидкость при этом деионизуется. Изделие помещается в испытательную область и задействуется испытательный контур, измеряется проводимость рабочей жидкости. Измерения прекращаются когда проводимость прекращает расти. Далее происходит переключение контуров, жидкость после деионизации готова к следующему использованию.

Преимущества метода:

1. Скорость измерений выше, чем при использовании динамического метода

2. Хорошо подходит для тестирования крупногабаритных изделий

Оборудование для оценки изменения диэлектрических сопротивлений вызванного ионными загрязнениями можно найти здесь: Espec/Tabai (http://elservtechno.ru/catalogue.php?dir=43)