Pengujian Kontaminasi Ion PCB

Kontaminasi Ion PCB

Sekitar 15% dari kegagalan PCBA terjadi karena kontaminasi. Kontaminasi ionik dapat menyebabkan banyak masalah yang menyebabkan PCB rusak. Menguji papan telanjang untuk kontaminasi ion sebelum menyelesaikan perakitan mengurangi risiko cacat yang disebabkan oleh kontaminan. Panduan ini akan menjelaskan kontaminasi ionik, masalah yang ditimbulkannya, dan bagaimana produsen melakukan pengujian kontaminasi ionik.

Apa itu Kontaminasi Ionik di PCB?

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

PCB juga dapat memiliki kontaminasi nonionik, yang melibatkan residu nonionik. Residu nonionik tidak memiliki sifat konduktif, sehingga biasanya dapat tetap berada di PCB setelah produksi dan perakitan. Oleh karena itu, sebagian besar produsen berfokus pada kontaminasi ionik saat memeriksa kebersihan papan. Residu ionik yang mempengaruhi komponen PCB selama produksi meliputi:

• Garam
• Asam anorganik dan organik
• Etanolamin
• Keringat
• Aktivator fluks
• Kimia pelapisan

Kontaminasi ionik memiliki dua sumber umum:

• Kurangnya kebersihan papan tulis: Banyak kontaminan ionik berasal dari papan itu sendiri. Proses fabrikasi papan, serta paparan lingkungan, dapat meninggalkan residu seperti residu partikulat, minyak, garam, dan debu. Sebelum menambahkan komponen ke papan kosong, produsen harus memastikan tidak ada kontaminan yang tersisa dari langkah sebelumnya dalam proses produksi.
• Penggunaan kimia agresif: Cairan etsa tembaga, bahan kimia penyolderan yang larut dalam air, dan jenis bahan kimia agresif lainnya dapat meninggalkan residu yang mengubah konduktivitas papan jika tidak dibersihkan dengan benar.

Masalah Apa yang Disebabkan Residu Ionik?

Jika produsen gagal menghilangkan residu ionik berlebih, masalah berikut dapat terjadi:

• Korosi: Sebagian besar PCB pada akhirnya akan menimbulkan korosi karena bahan logamnya. Namun, kontaminasi ionik dapat menghasilkan waktu yang jauh lebih singkat hingga korosi dibandingkan dengan umur PCB yang diharapkan. Korosi mengacu pada proses ikatan oksigen ke logam dan menciptakan karat. Ketika uap air bersentuhan dengan residu ionik, risiko korsleting meningkat. Logam yang terkorosi mengelupas, kehilangan sifat kimia yang diperlukan agar PCB dapat beroperasi dengan benar.
• Pertumbuhan dendritik: Selama pertumbuhan dendritik, sliver logam konduktif, atau dendrit, tumbuh pada PCB melalui larutan elektrolit yang dipengaruhi oleh bias tegangan DC. Dendrit dapat muncul dengan cepat ketika pori-pori dalam topeng solder menahan fluks atau residu ionik lainnya. Saat dendrit bersentuhan satu sama lain, kerusakan seperti hubungan arus pendek dan pengoperasian yang terputus-putus dapat muncul.
• Migrasi elektrokimia: Migrasi elektrokimia juga melibatkan dendrit, tetapi khususnya ketika mereka tumbuh melintasi bahan dielektrik. Karena dendrit terbentuk dari ion konduktif, mereka dapat mengarahkan arus secara berbeda dari desain PCB yang dimaksudkan. Pertumbuhan dendritik menyebabkan migrasi elektrokimia, yang menciptakan kegagalan total atau intermiten. Pertumbuhan dendritik dan migrasi elektrokimia saling berkaitan erat dan cenderung terjadi secara bersamaan.

Pengukuran Kebersihan yang Digunakan dalam Pengujian Kontaminasi Ionik

Untuk memastikan bahwa residu ionik tidak mengurangi masa pakai PCB, banyak produsen telah membersihkan papan sebagai bagian dari proses pembuatan. Pengujian kontaminasi ionik memungkinkan produsen menentukan apakah mereka menggunakan teknik pembersihan yang memadai selama produksi. Metode pengujian kebersihan yang digunakan untuk mendeteksi kontaminasi ionik meliputi:

• Pengujian resistivitas dalam sistem pembersihan air format batch: Sistem yang digunakan untuk membersihkan PCB sering kali berasal dari alat pengukuran resistivitas bawaan. Meskipun hasil ini tidak dapat digunakan untuk memenuhi standar IPC, hasil ini dapat memberikan wawasan tentang keefektifan sistem pembersihan.
• Tes resistivitas ekstrak pelarut (ROSE): Pengujian ROSE mendeteksi ionik massal yang dapat menyebabkan kontaminasi. Unit pengujian ionik nol-ion atau sejenis menarik ion yang ditemukan pada PCB ke dalam larutan pelarut. Tes mengukur hasil sebagai ion curah per inci persegi.
• Uji ROSE yang dimodifikasi: Tes ROSE yang dimodifikasi menambahkan metode ekstraksi termal ke tes ROSE standar. Ini masih melibatkan pelarut yang menarik keluar ion massal. Namun, alih-alih menarik ion keluar dalam kondisi standar, PCB dan larutan pelarut terkena suhu tinggi. Solusinya kemudian menjalani pengujian dari peralatan bergaya ionograf.
• Uji kromatografi ion: Uji kromatografi ion melibatkan metode ekstraksi termal yang serupa dengan uji ROSE yang dimodifikasi. Setelah ekstraksi, larutan menjalani pengujian di unit uji kromatografi ion. Hasil dari pengujian ini memberikan informasi tentang spesies ionik spesifik dalam sampel dan tingkat setiap spesies per inci persegi.

Bersih, PCB Teruji

Millennium Circuits Limited hanya memasok PCB yang merupakan pengujian jaminan kualitas terbaik di kelasnya untuk memastikan bahwa produk mereka tidak mengandung kontaminan. Hubungi kami secara online untuk mempelajari lebih lanjut tentang standar kualitas kami hari ini.