欢迎阅读“探索可靠性”专栏的首篇文章。本专栏的目标是利用我在独立实验室18年的工作经验，帮助读者了解PCBA可靠性问题，更重要的是，首先要防止可疑状况的出现。我工作的实验室服务于电子行业的各个领域，从在地球表面下几英里的地方运行的石油和天然气设备，到航空航天公司及这两者之间的所有设备。并非所有的专栏都充满了数据/照片和研发报告，但从分析测试的角度来看，它们将会给读者带来更实用的组装工艺方法。我希望本专栏能够通过提供有关读者问题的答案或聚焦您在此之前不知道的问题，可以让您先睹一些无价的经验。曾经有人告诉我，“经验是你在正需要之时才能得到的东西”，这当然适用于PCBA制造。
本专栏的第一篇将重点讨论为什么污染对你的产品有害。这似乎是一个太简单的主题，确实是，但问题的核心是如何确定污染是什么，以及它是如何引入到产品中的。在确定这些问题之后，你就掌握了优化工艺和消除问题所必需的信息。当你审查产品的整体清洁度时，切记，不仅要审查你的工艺引入了什么，而且要审查每个工艺引入了什么。加工步骤包括（但一定不仅限于）：元器件制造、PCB制造、组装，以及从零开始至最终包装出货之间发生的一切操作。
过度污染的第一个也是最可能的后果是漏电，这通常是电化学迁移的前兆（也称为枝晶生长）。这些都是硬短路和固体故障，不一定会离开。 在审查看漏电路径时，必须有3种构成要素：导电残留物，电压差和空气中有水分。如果可以删除这3个要素中的任何一个，则出现问题的可能性会大大降低。 在现实世界中，去掉最后两种要素中的任何一种都是不太可行的，所以让我们假设需要施加这种电源，并且该产品确实将被用于某种类型的大气中。 因此，焦点就转移到清洁度级别。在将产品运送到现场之前，这是一件可以控制和监控的事情。让我们从一开始就看看与每种材料选择相关的每个加工步骤。
大多数组件的基础都是标准层压印制电路板。有句老话是：“垃圾入，垃圾出”。使用免清洗助焊剂类型时尤其如此，因为没有最终的清洗过程，导致无法解决上游工序产生的问题，所以如果你从一块已污染的PCB开始，在产品完成之前污染肯定会变得更严重。 当对PCB清洁度有要求时，可能需要或提供传统的批量离子测试。 然而，如果离子色谱法或表面绝缘电阻等更灵敏的分析测试没有相应的数据，这个数字可能只会提供一种错误的安全感。
太多的OEM和CM希望其他人决定什么是可以接受的，并且只是想检查一个盒子用于尽职调查，但如果我们从分析现场故障中学到了什么，那么每个制造商都需要拥有自己的流程，来根据所使用的特定产品来建立质量。主要的问题是没有一个适合所有人使用的数字，因为每个产品都有自己的一组变量，如电压、间距、金属化和最终使用环境。这导致许多公司看到通过业界认可测试的产品在现场出现了问题。 他们不知道下一步该怎么办，但我会回到裸板制造工序查找问题。
很多时候，PCB制造供应商通过使用低于理想质量的水来清洗和冲洗蚀刻和电镀残留物来降低成本。 这意味着他们可能会使用任何地方的河水（不是一个笑话，我看到过有厂商这么做）到自来水，而这些水具有未知数量的溶解固体和离子含量。 自来水或河水的表面张力会增加，会阻碍裸板上约8 mil或更小导通孔的有效冲洗。这将留下易于促进漏电和腐蚀的加工化学物质。通常，唯一能够提供合格证书的测试是尺寸信息。虽然这对于清洁度数据同样重要，但在审查来料的裸板质量时，它只会提供一半的信息。
元器件也会像裸板一样经历类似的加工工序。元器件和裸板都是在基底金属上有金属层，都需要经过清洗工序，而清洗工序需要采用刺激性很强的化学品，就有可能导致在现场发生的问题。如果金属涂层上留下足够量的电镀化学品，腐蚀可以在没有额外的水分或电压的情况下蔓延。水分和电压这两个因素可以加速腐蚀，但不是必需的。
选择裸板和组件之后，使用苛刻的工艺把它们组装在一起，包括具有侵蚀性的助焊剂化学品和焊接温度，焊接温度有时会超过250℃。焊接是对最终产品的质量影响最大的工序。活性助焊剂残留物是主要的加工残留物，并且来自许多单独的焊接工艺。当使用水溶性熔剂时，留下的任何残留物都具有导电性和腐蚀性。当使用免清洗助焊剂时，不容易确定离子活性级别。根据设计，免清洗助焊剂残留物可被留下，并且假设在经历热周期之后接近良性，但情况并非总是如此。如按照很多要求对免洗助焊剂进行水清洗，又可能导致另一种污染。
清洗要求的想法本来是善意的，但是如果不了解免清洗助焊剂是如何工作的，清洗要求会有损于质量。这背后的原因是，当清洗过程不是100%有效时，去除保护外壳后，原本打算被保护的材料将被暴露出来并容易吸收水分。把它想像成撕开绷带，让伤口暴露在这些元素下。
到目前为止，在讨论工艺残留物时，我只给出了表面上的信息，还未讨论测试选项。生产一个PCBA时，有很多选择要做，而在每一个选择中，有很多方法会做错。最后，本专栏的想法是从别人的错误中吸取教训。这是一种成本非常低的方法。
