PCBA污染物分类与洁净度检测方法

PCBA清洗的重要性与挑战

随着电子技术的飞速发展，PCBA（印刷电路板组件）的组装密度和复杂性不断提高。在军用、航空航天等对可靠性要求极高的领域，PCBA清洗再次成为关注的焦点。清洗不仅是为了提高电子产品的外观质量，更是为了确保其在各种环境下的可靠性和稳定性。因此，严格控制PCBA残留物的存在，甚至在必要时彻底清除这些污染物，已成为业界的共识。

PCBA污染物的分类

1. 极性污染物

极性污染物，也称为无机污染物或离子性残留物，主要包括焊剂中的活性物质，如卤素离子、酸根离子以及腐蚀产生的金属离子等。这些污染物在潮湿环境下容易形成导电路径，导致电路短路或腐蚀，严重影响电子产品的性能和寿命。

2. 非极性污染物

非极性污染物，也称为有机污染物或非离子污染物，主要包括焊剂中的有机成分、助焊剂残留物、油脂、灰尘等。这些污染物虽然不直接参与电化学反应，但会阻碍散热、降低绝缘性能，并在一定程度上影响电子产品的外观和性能。

3. 粒状污染物

粒状污染物主要包括焊渣、锡珠、不固定的金属颗粒等。这些污染物可能会在电路板上形成短路或机械损伤，尤其是在高密度的PCBA中，其危害更为显著。

PCBA污染物的分类

1. 外观及电性能要求

清洗可以去除PCBA表面的焊剂残留物、锡渣锡珠等污染物，使产品外观更加整洁美观，满足用户的外观要求。同时，清洗后的PCBA电性能更加稳定，能够有效提高产品的可靠性和使用寿命。

2. 三防漆涂覆需要

在某些应用场合，PCBA需要涂覆三防漆以提高其防潮、防霉、防盐雾等性能。清洗可以去除表面的污染物，确保三防漆与PCBA表面的紧密结合，从而提高三防漆的防护效果。

3. 免清洗也需要清洗

虽然有些PCBA采用免清洗工艺，但在某些情况下，如产品需要进行高温老化、可靠性测试等，仍需要进行清洗。清洗可以去除可能影响测试结果的污染物，确保测试的准确性和可靠性。

PCBA洁净度检测方法

1. 目测法

目测法是一种简单易行的检测方法，利用放大镜（X5）或光学显微镜对PCBA进行观察，通过观察有无焊剂固体残留物、锡渣锡珠、不固定的金属颗粒及其他污染物，来评定清洗质量。通常要求PCBA表面尽可能清洁，看不到残留物或污染物的痕迹。这种方法的优点是操作简便、成本低，缺点是无法检查元器件底部的污染物以及残留的离子污染物，适合于要求不高的场合。

2. 溶剂萃取液测试法

溶剂萃取液测试法，又称离子污染物含量测试，是一种定量检测离子污染物含量的方法。测试时，将清洗后的PCBA浸入离子度污染测定仪的测试溶液中（通常为75%±2%的纯异丙醇加25%的DI水），将离子残留物溶解于溶剂中，小心收集溶剂，测定其电阻率。离子污染物含量以单位面积上的氯化钠（NaCl）当量数来表示，即这些离子污染物的总量相当于多少的NaCl的量。

3. 表面绝缘电阻测试法（SIR）

表面绝缘电阻测试法是通过测量PCBA上导体之间的表面绝缘电阻来评估其洁净度的一种方法。该方法能够指出由于污染在各种温度、湿度、电压和时间条件下的漏电情况。其优点是直接测量和定量测量，可以检测局部区域是否存在焊剂残留物。由于PCBA焊膏中的残留焊剂主要存在于器件与PCB的夹缝中，尤其是BGA的焊点，更难以清除，因此采用测量元器件与PCB夹缝中的表面电阻来检验PCBA的清洗效果是一种有效的方法。一般SIR测量条件是在环境温度85℃、环境湿度85%RH和100V测量偏压下，试验170小时。这种方法的优点是能够模拟实际使用环境下的漏电情况，结果具有较高的参考价值，缺点是测试条件较为苛刻，需要专业的设备和环境。

结论

PCBA清洗在电子产品生产过程中具有重要的意义，它不仅能够提高产品的外观质量和电性能，还能确保其在各种环境下的可靠性和稳定性。随着电子产品组装密度和复杂性的不断提高，PCBA清洗的难度也在不断增加，需要采用更加先进的清洗技术和检测方法来满足日益严格的要求。同时，清洗工艺的选择和优化也应根据具体的产品特点和应用需求来进行，以实现最佳的清洗效果和经济效益。