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发展中的清洗技术对PCB可靠性的影响

九月 05, 2019 | I-Connect007
发展中的清洗技术对PCB可靠性的影响

IPC近期在马里兰州Baltimore举办了高可靠性论坛及微导通孔峰会。Aqueous Technologies公司的创始人兼总裁Michael Konrad在该研讨会上进行了演讲并担任了研讨会的特邀嘉宾组成员。Andy Shaughnessy采访Michael Konrad,他们讨论了Konrad的演讲及清洗领域的最新发展,内容涉及高可靠性产品到1级消费类产品。

Andy Shaughnessy:很高兴见到你,Michael。您能否先简要介绍一下您的演讲内容?
Michael Konrad:我将讨论电路组件残留物容差减小的方法。过去,电路组件在回流焊后几乎都要进行清洗工艺。但随着《蒙特利尔协议》的出台以及禁止采用清洁溶剂去除电路组件中的污染物,业界已有相当长一段时间采用免清洗技术替代原有清洗工艺。
现在,由于小型化和部件底部与电路板表面之间的间隙越来越小,大多数组件上可容许的残留物量按发展的需要,已经到了不得不清洗的程度。所以我还将介绍新的《IPC J-STD-001增订本1》标准中关于清洁度测试要求的变化,这是对突然爆发的清洗需求,以及随之而来的清洁度测试需求的回应。

Shaughnessy:此标准有哪些变化?
Konrad:大部分变化与溶剂萃取物(ROSE)电阻率的测试有关,ROSE是过去30年至40年测试清洁度的主要方法。ROSE测试并没有消失,只会被更多地使用。过时的是ROSE测试通过与否的限值。ROSE测试仪在上世纪70年代是用来确定是否通过以及是否清洁,而现在是用于监控制程并提供验证。

Shaughnessy:现在产品所处的环境已与过去大不相同,您使用新时代的IoT作为电子产品的实例,能谈谈有哪些污染影响吗?
Konrad:现如今,电子产品领域的革新正在发生,消费类产品的使用环境发生了很大变化,在很大程度上可谓是存在于恶劣的环境中。比如数亿家庭所使用的智能电表充满着电子元件,按使用要求只能存在于户外环境。牙刷、冰箱、内置于足球和网球拍中的加速度计量器等也聚集着电子元件,所有这些产品都会经历恶劣的环境条件。每当温度或湿度变化时,残留物耐受量就会减少。通常情况下,对1级电子产品的可靠性没有很高的期望值,但当我们将它们置于室外,情况就变了,恶劣环境会导致它们失效。物联网的爆发,使得我们将越来越多的电子元器件和组件放置在过去从未出现过的地方,对可靠性的要求显著增加,更多的电子产品需要去除生产过程中的残留物。往常如果元器件或组件出现的故障会危及到用户生命安全,我们才会被要求去除残留物,这被认为是高可靠性要求。现在,许多消费类产品,甚至有些1级消费品也需要清洗,因为它将为制造商带来更好的商誉。我们看到业界很多类产品都被要求清洗,而过去,至少是过去30年,这些是不需要的。

Shaughnessy:您是指产品在制造期间出现的污染会对组装后的产品产生影响吗?

Konrad:对,特别是离子污染。通常在恶劣环境下,它只要不与湿气和电流相结合就不会造成麻烦。因为离子残留物、湿气和电流三者组合在一起才会产生电化学迁移,对组件造成许多致命的影响。去除这三个因素中的任何一个,就可解决问题。所以如果切断电源,就不会发生电化学迁移;同样,防止组件与湿气接触,组件上留下的残留物也不会对可靠性造成影响。然而,实际上在大多数情况下,我们无法阻止湿气接触组件,我们当然更不可能为了提高可靠性而关闭电源,所以剩下的就只有去除残留物一项了。


Michael Konrad 在2019 年IPC 高可靠性论坛和微导通孔峰会上发表演讲 
Shaughnessy:你们是否在各地举办这个专题研讨会?
Konrad:对。这是一个全国巡回研讨会,我们在马里兰州的Rockville和北卡罗来纳州的Raleigh举办两场,还会在佛罗里达州的Melbourne和Tampa再举办两场研讨会。我们会邀请敷形涂层、焊接材料、清洗设备、测试及涂层领域的专家,共同讨论相关主题以及其与产品可靠性的关系。

Shaughnessy:看到很多人来参加研讨会,您是否对参会者遇到的共性问题感到惊讶?
Konrad:我们做清洗专题研讨会的出发点是因为清洗工艺正不断在业界各种其他研讨会上被提及,很多人对清洗的认识还停留在上世纪的80年代末90年代初。人们使用包装上贴着“免清洗”的焊膏焊接他们的产品,就把“免清洗”当作是一种指令——“不要清洗”。现在清洗工艺又再次回到行业,但仍然存在错误认知或缺乏适当的信息。我们为什么要清洗“免洗”的电路板?其中有很多理由。现在被清洗最多的助焊剂恰恰都是免洗的,我们大多数客户都在清洗免清洗助焊剂。

研讨会让人们意识到,工厂正在采用的清洗工艺并不意味着流程错误,而是说明所生产的电路板已经发生了变化——市场不允许电路板有任何残留物。技术交流学习似乎是推动行业再次采用清洗工艺的最佳方式。

Michael Konrad,Aqueous Technologies 创始人兼总裁 

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标签:
#制造工艺与管理  #清洗  #可靠性 

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