PCB 이온 오염 테스트

PCB 이온 오염

PCBA 고장의 약 15%는 오염으로 인해 발생합니다. 이온 오염은 PCB 결함으로 이어지는 여러 문제를 일으킬 수 있습니다. 조립을 완료하기 전에 베어 보드에 이온 오염이 있는지 테스트하면 오염으로 인한 결함의 위험이 줄어듭니다. 이 가이드는 이온 오염, 이로 인해 발생하는 문제 및 제조업체가 이온 오염 테스트를 수행하는 방법에 대해 설명합니다.

PCB의 이온 오염이란 무엇입니까?

이온 오염은 신뢰성과 기능을 방해하는 이온 잔류물이 완전한 PCB에 남아 있을 때 발생합니다. 이온성 잔기는 용액에 있을 때 전도성이 되는 원자 또는 분자를 포함합니다. 습기에 노출되면 이온 잔류물이 음전하 또는 양전하를 띤 원소로 해리되어 용액의 전체 전도도가 변경됩니다.

PCB는 또한 비이온성 잔류물을 포함하는 비이온성 오염을 가질 수 있습니다. 비이온성 잔류물은 전도성이 없으므로 일반적으로 생산 및 조립 후에 PCB에 남을 수 있습니다. 따라서 대부분의 제조업체는 보드의 청결도를 검사할 때 이온 오염에 중점을 둡니다. 생산 중 PCB 구성 요소에 영향을 미치는 이온 잔류물은 다음과 같습니다.

• 소금
• 무기 및 유기산
• 에탄올아민
• 땀
• 플럭스 활성제
• 도금 화학 물질

이온 오염에는 두 가지 일반적인 원인이 있습니다.

• 베어 보드 청결 부족: 많은 이온 오염 물질은 보드 자체에서 발생합니다. 기판 제조 공정과 환경 노출로 인해 미립자 잔류물, 오일, 염분 및 먼지와 같은 잔류물이 남을 수 있습니다. 베어 보드에 구성 요소를 추가하기 전에 제조업체는 생산 공정의 이전 단계에서 남은 오염 물질이 없는지 확인해야 합니다.
• 공격적인 화학 작용: 구리 에칭액, 수용성 솔더링 화학 물질 및 기타 공격적인 화학 물질은 제대로 청소하지 않으면 보드의 전도성을 변화시키는 잔류물을 남길 수 있습니다.

이온성 잔류물은 어떤 문제를 일으키나요?

제조업체가 과도한 이온 잔류물을 제거하지 못하면 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

• 부식: 대부분의 PCB는 금속 재료로 인해 결국 부식됩니다. 그러나 이온 오염은 PCB의 예상 수명에 비해 부식까지 훨씬 더 짧은 시간을 초래할 수 있습니다. 부식은 산소가 금속에 결합하여 녹이 발생하는 과정을 말합니다. 수분이 이온 잔류물과 접촉하면 단락 위험이 증가합니다. 부식 금속이 떨어져 나가 PCB가 올바르게 작동하는 데 필요한 화학적 특성을 잃게 됩니다.
• 수지상 성장: 수지상 성장 동안 전도성 금속 슬라이버 또는 수지상이 DC 전압 바이어스의 영향을 받는 전해액을 통해 PCB에서 성장합니다. 솔더 마스크의 기공이 플럭스 또는 다른 이온 잔류물을 보유할 때 수상 돌기가 빠르게 나타날 수 있습니다. 덴드라이트가 서로 접촉하게 되면 합선, 간헐동작 등의 불량이 발생할 수 있습니다.
• 전기화학적 이동: 전기화학적 이동은 또한 수상돌기를 포함하지만 특히 유전 물질을 가로질러 성장하는 경우에 그러합니다. 수상 돌기는 전도성 이온에서 형성되기 때문에 PCB의 의도된 설계와 다르게 전류를 전달할 수 있습니다. 수지상 성장은 전기화학적 이동을 일으켜 전체 또는 간헐적인 고장을 일으킵니다. 수지상 성장과 전기화학적 이동은 서로 밀접하게 관련되어 있으며 동시에 일어나는 경향이 있습니다.

이온 오염 테스트에 사용되는 청정도 측정

이온 잔류물이 PCB의 수명을 단축시키지 않도록 많은 제조업체에서 이미 제조 공정의 일부로 기판을 청소하고 있습니다. 이온 오염 테스트를 통해 제조업체는 생산 중에 충분한 세척 기술을 사용하고 있는지 확인할 수 있습니다. 이온 오염을 감지하는 데 사용되는 청정도 테스트 방법은 다음과 같습니다.

• 배치 형식 수성 세척 시스템의 비저항 테스트: PCB 청소에 사용되는 시스템은 종종 내장된 저항 측정 도구에서 나옵니다. 이러한 결과를 IPC 표준을 충족하는 데 사용할 수는 없지만 청소 시스템의 효율성에 대한 통찰력을 제공할 수는 있습니다.
• 용매 추출물의 저항성(ROSE) 테스트: ROSE 테스트는 오염을 유발할 수 있는 대량 이온을 감지합니다. 제로 이온 또는 이와 유사한 유형의 이온 테스트 장치는 PCB에서 발견되는 이온을 용매 용액으로 끌어들입니다. 테스트 결과는 제곱인치당 벌크 이온으로 측정됩니다.
• 수정된 ROSE 테스트: 수정된 ROSE 테스트는 표준 ROSE 테스트에 열 추출 방법을 추가합니다. 그것은 여전히 ​​​​벌크 이온을 끌어내는 용매를 포함합니다. 그러나 표준 조건에서 이온을 끌어내는 대신 PCB와 용매 용액이 높은 온도에 노출됩니다. 그런 다음 솔루션은 ionograph 스타일 장비에서 테스트를 거칩니다.
• 이온 크로마토그래피 테스트: 이온 크로마토그래피 테스트에는 수정된 ROSE 테스트와 유사한 열 추출 방법이 포함됩니다. 추출 후 용액은 이온 크로마토그래프 테스트 장치에서 테스트를 거칩니다. 이 테스트의 결과는 샘플의 특정 이온 종과 평방 인치당 각 종 수준에 대한 정보를 제공합니다.

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