一、PCBA的污染

污染物的定義為任何使PCBA的化學(xué)、物理或電氣性能降低到不合格水平的表面沉積物、雜質(zhì)、夾渣以及被吸附物。主要有以下幾個(gè)方面：

1、構(gòu)成PCBA的元器件、PCB的本身污染或氧化等都會(huì)帶來(lái)PCBA板面污染；

2、生產(chǎn)制造過(guò)程中助焊劑產(chǎn)生的殘留物，也是主要污染物；

3、焊接過(guò)程中產(chǎn)生的手印記、鏈爪和治具印記，及其他類型的污染物，如堵孔膠，高溫膠帶，手跡和飛塵等；

4、工作場(chǎng)所的塵埃、水及溶劑蒸氣、煙霧、微小顆粒有機(jī)物，以及靜電引起的帶電粒子附著于PCBA的污染。

二、污染的危害

污染可能直接或間接引起PCBA潛在的風(fēng)險(xiǎn)，諸如：

1、殘留物中的有機(jī)酸可能對(duì)PCBA造成腐蝕；

2、殘留物中的電離子在通電過(guò)程中，因焊點(diǎn)之間的電位差造成電遷移，使產(chǎn)品短路失效；

3、殘留物影響涂覆效果；

4、經(jīng)過(guò)時(shí)間和環(huán)境溫度的變化，出現(xiàn)涂層龜裂、翹皮，從而引起可靠性問(wèn)題。

三、污染造成PCBA失效的典型問(wèn)題

1、腐蝕 

PCBA組裝是使用了鐵底材底引線腳底元器件，鐵底材由于缺乏焊料底覆蓋，在鹵素離子以及水分的腐蝕下很快產(chǎn)生Fe3+使板面發(fā)紅。另外，在潮濕環(huán)境下，具有酸性的離子污染物還可以直接腐蝕銅引線、焊點(diǎn)及元器件，導(dǎo)致電路失效。

2、電遷移

如果在PCBA表面有離子污染存在，極易發(fā)生電遷移現(xiàn)象，出現(xiàn)離子化金屬向相反電極間移動(dòng)，并在反向端還原成原來(lái)的金屬而出現(xiàn)樹枝狀現(xiàn)象稱為樹枝狀分布,（樹突、枝晶、錫須），枝晶的生長(zhǎng)有可能造成電路局部短路。

3、電接觸不良

在PCBA的組裝工藝中，一些樹脂比如松香類殘留物常常會(huì)污染金手指或其他接插件，在PCBA工作發(fā)熱時(shí)或炎熱氣候下，殘留物會(huì)產(chǎn)生粘性，易于吸附灰塵或雜質(zhì)，引起接觸電阻增大甚至開路失效。BGA焊點(diǎn)中PCB面焊盤鎳層存在腐蝕以及鎳層表面富磷層的存在降低了焊點(diǎn)與焊盤的機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度，當(dāng)受到正常應(yīng)力作用時(shí)發(fā)生開裂，造成點(diǎn)接觸失效。

四、清洗的必要性

1、外觀和電性能要求

PCBA的污染物最直觀的影響是PCBA的外觀，如果在高溫高濕的環(huán)境中放置或使用，可能出現(xiàn)殘留物吸潮發(fā)白現(xiàn)象。由于組件中大量使用無(wú)引線芯片、微型BGA、芯片級(jí)封裝（CSP）和01005等，元件和電路板之間的距離縮小，尺寸微型化，組裝密度也越來(lái)越大。如果鹵化物藏在元件下面清洗不到的地方，局部清洗可能造成因鹵化物釋放而帶來(lái)災(zāi)難性的后果。

2、三防漆涂覆需要

在進(jìn)行表面涂覆之前，沒有清洗掉的樹脂殘留物會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層分層或出現(xiàn)裂紋；活性劑殘留物可能引起涂層下面出現(xiàn)電化學(xué)遷移，導(dǎo)致涂層破裂保護(hù)失效。研究表明，通過(guò)清洗可以增加50%涂覆粘結(jié)率。

3、免清洗也需要清洗

按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，免清洗一詞的意思是說(shuō)電路板的殘留物從化學(xué)的角度看是安全的，    不會(huì)對(duì)電路板產(chǎn)線任何影響，可以留在電路板上。檢測(cè)腐蝕、SIR、電遷移還有其他專門的檢測(cè)手段主要是用來(lái)確定鹵素鹵化物含量，進(jìn)而確定免清洗的組裝件在完成組裝后的安全性。

不過(guò)，即使使用固含量低的免清洗助焊劑，仍會(huì)有或多或少的殘留物，對(duì)于可靠性要求高的產(chǎn)品來(lái)講，在電路板是不允許任何殘留物或者污染物。對(duì)軍事應(yīng)用來(lái)講，即使是免洗電子組裝件都規(guī)定必須要清洗。

五、清潔程度要求

中國(guó)PCB廠家面臨著對(duì)生產(chǎn)可靠的硬件所需的清潔等級(jí)程度難以抉擇?！岸喔蓛舨潘阕銐蚋蓛簟边@個(gè)問(wèn)題給越來(lái)越窄的導(dǎo)線和線路帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。在工業(yè)中某一領(lǐng)域可接受的潔凈度（如一個(gè)玩具進(jìn)行了SMT加工后），對(duì)于另外的領(lǐng)域或許就是不可接受（例如倒裝芯片封裝）。

需要考慮的有如下幾方面的因素：

1、終端使用環(huán)境（航天、醫(yī)療、軍事、汽車、信息科技等）

2、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)服役周期（90天、3年、20年、50年、保質(zhì)期+1天）

3、涉及的技術(shù)（高頻、高阻抗、電源）

4、失效現(xiàn)象與標(biāo)準(zhǔn)所定義的終端產(chǎn)品1、2、3級(jí)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品（例如：   移動(dòng)電話、心率調(diào)整器）。

六、PCBA清洗效果的定性和量化檢驗(yàn)，通過(guò)潔凈度指標(biāo)來(lái)評(píng)估。

1、潔凈度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

按中華人民共和國(guó)電子行業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)SJ20896-2003有關(guān)規(guī)定，根據(jù)電子產(chǎn)品可靠性及工作性能要求，將電子產(chǎn)品潔凈度分為三個(gè)等級(jí)，如表所列。

在實(shí)際工作中，根除污染實(shí)際上幾乎是不可能的，一個(gè)折中的辦法就是確定電路板上的污染可以和不可以接受的程度。按照IPC-J-STD-001標(biāo)準(zhǔn)助焊劑殘留三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定＜40ugcm2，離子污染物含量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定≤1.5（Nacl) ugcm2，萃取電阻率＞2×106Ω .cm

請(qǐng)注意，隨著PCBA的微型化，幾乎可以肯定這個(gè)含量太高了?，F(xiàn)在常用的離子污染物要求大約≤0.2（Nacl) ugcm2。

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2、PCBA潔凈度的檢測(cè)方法

目測(cè)法：利用放大鏡或光學(xué)顯微鏡對(duì)PCBA進(jìn)行觀察，通過(guò)觀察有無(wú)焊劑固體殘留物、錫渣錫珠、不固定的金屬顆粒及其他污染物，來(lái)評(píng)定清洗質(zhì)量。IPC-A-610《電子組件的可接收性》中提供了通用的組裝后的檢測(cè)指南。

IPC-A-610中列出的目檢標(biāo)準(zhǔn)從1×（裸眼）到10×當(dāng)作一種判定方法，

注1：目視檢查可能要求使用放大裝置，例如出現(xiàn)細(xì)間距器件或者高密度組件時(shí)，需要放大以檢查污染物是否影響產(chǎn)品外形、裝配或者功能。 

注2：如果使用放大裝置，放大倍數(shù)不可超過(guò)4× 。

溶劑萃取液測(cè)試法：溶劑萃取液測(cè)試法有稱離子污染物的含量平均測(cè)試，測(cè)試一般都是采用IPC方法（IPC-TM-610.2.3.25），它是將清洗后的PCBA，浸入離子度污染測(cè)定儀的測(cè)試溶液中，將離子殘留物溶于溶劑中，小心收集溶劑，測(cè)定它的電阻率。

表面絕緣電阻測(cè)試法（SIR）：這種測(cè)試方法是測(cè)量PCBA上導(dǎo)體之間表面絕緣電阻，表面絕緣電阻的測(cè)量能指出由于污染在各種溫度、濕度、電壓和時(shí)間條件下的漏電情況。其優(yōu)點(diǎn)是直接測(cè)量和定量測(cè)量。一般SIR測(cè)量條件是在環(huán)境溫度85℃、濕度85%RH和100V測(cè)量偏壓下，試驗(yàn)170小時(shí)。

離子污染物當(dāng)量測(cè)試法（動(dòng)態(tài)法）：參照SJ20869-2003中第6.3的規(guī)定。

焊劑殘留量的檢測(cè)：參照SJ20869-2003中第6.4的規(guī)定。