Mencegah Kegagalan PCB: Panduan Pengujian Kontaminasi Ioni

Kontaminasi Ioni PCB

Kira-kira 15% kegagalan PCBA terjadi karena kontaminasi. Kontaminasi ioni dapat menyebabkan banyak masalah yang mengarah pada PCB yang cacat. Pengujian papan polos untuk kontaminasi ioni sebelum menyelesaikan perakitan mengurangi risiko cacat yang disebabkan oleh kontaminan. Panduan ini akan menjelaskan kontaminasi ioni, masalah yang ditimbulkan dan bagaimana produsen melakukan pengujian kontaminasi ioni.

Apa itu Kontaminasi Ioni pada PCB?

Kontaminasi ioni terjadi ketika residu ioni yang mengganggu keandalan dan fungsionalitas tetap pada PCB yang lengkap. Residu ioni mengandung atom atau molekul yang menjadi konduktif saat dalam larutan. Paparan kelembaban membuat residu ioni terdisosiasi menjadi elemen bermuatan negatif atau positif, mengubah konduktivitas keseluruhan larutan.

PCB juga dapat memiliki kontaminasi nonioni, yang melibatkan residu nonioni. Residu nonioni tidak memiliki properti konduktif, jadi mereka biasanya dapat tetap pada PCB setelah produksi dan perakitan. Oleh karena itu, sebagian besar produsen fokus pada kontaminasi ioni saat memeriksa kebersihan papan. Residu ioni yang mempengaruhi komponen PCB selama produksi meliputi:

• Garam
• Asam organik dan anorganik
• Etanolamina
• Keringat
• Aktivator flux
• Kimia plating

Kontaminasi ioni memiliki dua sumber umum:

• Kurangnya kebersihan papan polos: Banyak kontaminan ioni berasal dari papan itu sendiri. Proses pembuatan papan, serta paparan lingkungan, dapat meninggalkan residu seperti residu partikel, minyak, garam dan debu. Sebelum menambahkan komponen ke papan polos, produsen harus memastikan tidak ada kontaminan yang tersisa dari langkah sebelumnya dalam proses produksi.
• Penggunaan kimia agresif: Cairan ukir tembaga, kimia pengelasan larut air dan jenis kimia agresif lainnya dapat meninggalkan residu yang mengubah konduktivitas papan saat tidak dibersihkan dengan benar.

Apa Masalah yang Ditimbulkan oleh Residu Ioni?

Saat produsen gagal menghilangkan residu ioni berlebih, masalah berikut dapat terjadi:

• Korosi: Sebagian besar PCB akan terkena korosi pada akhirnya karena bahan logam mereka. Namun, kontaminasi ioni dapat menghasilkan waktu yang jauh lebih singkat sampai korosi dibandingkan umur yang diharapkan PCB. Korosi merujuk pada proses oksigen terikat pada logam dan menciptakan karat. Ketika kelembaban bersentuhan dengan residu ioni, risiko pendek sirkuit meningkat. Logam yang terkora mengelupas, kehilangan properti kimia yang diperlukan agar PCB beroperasi dengan benar.
• Pertumbuhan dendrit: Selama pertumbuhan dendrit, irisan logam konduktif, atau dendrit, tumbuh pada PCB melalui larutan elektrolitik yang dipengaruhi oleh bias tegangan DC. Dendrit dapat muncul dengan cepat ketika pori solder mask menahan flux atau residu ioni lain. Ketika dendrit bersentuhan satu sama lain, cacat seperti pendek sirkuit dan operasi intermiten dapat timbul.
• Migrasi elektrokimia: Migrasi elektrokimia juga melibatkan dendrit, tetapi khususnya saat mereka tumbuh di seluruh material dielektrik. Karena dendrit terbentuk dari ion konduktif, mereka dapat mengarahkan arus secara berbeda dari desain yang dimaksud PCB. Pertumbuhan dendrit menyebabkan migrasi elektrokimia, yang menciptakan kegagalan total atau intermiten. Pertumbuhan dendrit dan migrasi elektrokimia erat kaitannya satu sama lain dan cenderung terjadi secara bersamaan.

Pengukuran Kebersihan yang Digunakan dalam Pengujian Kontaminasi Ioni

Untuk memastikan residu ioni tidak mengurangi umur PCB, banyak produsen sudah membersihkan papan sebagai bagian dari proses produksi. Pengujian kontaminasi ioni memungkinkan produsen menentukan apakah mereka menggunakan teknik pembersihan yang cukup selama produksi. Metode pengujian kebersihan yang digunakan untuk mendeteksi kontaminasi ioni meliputi:

• Pengujian resistansi dalam sistem pembersihan air format batch: Sistem yang digunakan untuk membersihkan PCB seringkali datang dengan alat pengukuran resistansi bawaan. Meskipun hasil ini tidak dapat digunakan untuk memenuhi standar IPC, mereka dapat memberikan wawasan tentang efektivitas sistem pembersihan.
• Tes Resistansi Ekstrak Pelarut (ROSE): Pengujian ROSE mendeteksi ionik bulk yang dapat menyebabkan kontaminasi. Unit pengujian ionik nol atau jenis serupa menarik ion yang ditemukan pada PCB ke dalam larutan pelarut. Tes mengukur hasil sebagai ion bulk per inci persegi.
• Tes ROSE yang dimodifikasi: Tes ROSE yang dimodifikasi menambahkan metode ekstraksi termal ke tes ROSE standar. Ini masih melibatkan pelarut yang menarik ion bulk. Namun, alih-alih menarik ion keluar dalam kondisi standar, PCB dan larutan pelarut diekspose pada suhu yang ditingkatkan. Larutan kemudian melalui pengujian dari peralatan gaya ionograph.
• Tes kromatografi ion: Tes kromatografi ion melibatkan metode ekstraksi termal yang serupa dengan tes ROSE yang dimodifikasi. Setelah ekstraksi, larutan melalui pengujian dalam unit tes kromatografi ion. Hasil dari tes ini memberikan informasi tentang spesies ionik spesifik dalam sampel dan tingkat setiap spesies per inci persegi.

PCB yang Bersih dan Teruji

Millennium Circuits Limited hanya menyediakan PCB yang memenuhi jaminan kualitas terbaik untuk memastikan produk mereka tidak memiliki kontaminan. Hubungi kami online untuk mempelajari lebih lanjut tentang standar kualitas kami hari ini.