PCB线路板离子污染度—原理、测试与标准

概念与来源  

 

离子污染（ionic contamination）是指以离子形态残留在印制电路板（PCB）及组装件（PCBA）表面的各类阴、阳离子杂质。

 

其来源可分为工艺性、环境性与人为性三大类：

  

工艺性：

助焊剂中的活性剂、电镀液、波峰焊/回流焊后的残留物；  

环境性：

潮湿空气带来的盐雾、硫氧化物、氨气等；  

人为性：

汗液、皮屑、清洁剂残留及搬运过程中的二次污染。  这些离子通常具有强极性，微量即可在电场作用下引发电化学迁移（ECM）、枝晶生长、漏电流增大，最终导致短路或参数漂移。

 

危害机理 
 

离子残留物在潮湿或偏压条件下形成电解质膜，发生以下连锁反应：  离子迁移 → 金属溶解 → 枝晶沉积 → 绝缘失效

 

主流测试方法 

 

1. ROSE/SIR 萃取电阻法（溶剂萃取+电阻率）  优点：

快速、成本低；

 

缺点：

 

非特异、易受非离子杂质干扰。  

 

2. IC 离子色谱法（Ion Chromatography）

 

可定量检测 F⁻、Cl⁻、Br⁻、NO₃⁻、SO₄²⁻、PO₄³⁻、NH₄⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺ 等十余种离子，检测限 <10 ppb。

 

测试标准体系 
 

参照IPC-TM-650 2.3.28B标准，精确分析线路板表面的污染物种类及其含量是快速解决离子污染问题的关键。测试结果中的氯、溴含量偏高可能指向波峰焊和回流焊工艺中助焊剂残留的问题；而有机酸含量偏高则可能暗示产品清洁过程中引入的污染。

 

报告要素 

 

不同PCB线路板的污染度各不相同，测试报告会详细体现离子污染度含量。

 

测试报告通常包括离子污染度的定量分析结果，以及可能的污染来源分析。

 

这些报告为制造商提供了关于其产品清洁度的重要信息，有助于他们识别和解决潜在的污染问题。