海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展

几十年来，行业标准一直认为SIR测试是比较好的方法。然而，在实践中，这种方法有一些局限性。首先，它是在标准梳状测试样板上进行的，而不是实际的组装产品。根据不同的PCB表面处理、回流工艺条件、处理工序等，需要进行**的测试设置。而且测试方法的选择，可能需要组装元器件，也可能不需要。由于和助焊剂分类有关，这些因素的标准化是区分可比较的助焊剂类别的关键。另一方面，工艺的优化和控制可能会遗漏一些关键的失效来源。其次，由于组件处于生产过程中，无法实时收集结果。根据测试方法的不同，测试时间**少为72小时，**多为28天，这使得测试对于过程控制来说太长了。从而促使制造商寻求能快速有效地表征电化学迁移倾向的测试方法，以控制组装工艺。测试电压可以扩展使用外接电压，最大电压可高达2000V。海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展

失效机理分析及防护策略结合以上结果，电阻失效是由于经典电化学迁移引起（ElectrochemicalMigration,ECM）。其中失效模型包含Ag、Sn、Pb等金属元素，指的是在一定的偏压电场条件下，作为阳极的电子元件发生阳极金属溶解，溶解到电解质中的金属离子在电场作用下迁移到阴极，并发生沉积还原的行为，**终导致金属离子以树枝状结晶形式向阳极生长[6]。因此电化学迁移现象有三个必要的过程：(1)阳极溶解形成金属离子过程；(2)金属离子迁移过程；(3)金属离子在阴极沉积过程[7]。海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展测试电压可在1.0-500V(2000V)之间以0.1V步进任意可调。

设计特征和工艺验证对于准备制造一个新的PCB组件非常关键。这将包括调查来料、开发适当的焊接工艺参数、并**终敲定一个经过很多步骤验证的典型的PCB组件。这将花费比用于验证每个组装过程多得多的时间。本文将重点讨论工艺验证步骤中应该进行的测试。助焊剂特性测试IPC要求焊接用的所有助焊剂都按照J-STD-004（目前在B版中)_进行分类。这份标准概述了助焊剂的基本性能要求和用于描述助焊剂在焊接过程中和组装后在环境中与铜电路的反应的行业标测试方法。一旦经过测试，就可以使用诸如“ROL0”之类的代码对助焊剂进行分类。该代码表示助焊剂基础成分、活性水平和卤化物的存在。以ROL0为例，它表示：助焊剂是松香基，低活性等级，此助焊剂不含卤化物。有几种测试方法有助于这一评级，其中许多电化学可靠性测试方法都适用于助焊剂。(注:对于J-STD-004B中规定的锡膏助焊剂或含芯焊锡线的助焊剂，有些方法可能略有不同)。

为SAC305开发了加热曲线，其熔点范围为217–220°C。针对相似的工艺窗口的四种回流曲线，分别为标准回流曲线、模拟返修站的自然(快速)冷却曲线、自然冷却条件下的较低峰值曲线，以及延长冷却条件下的低峰值曲线。图4中所示的炉温曲线是由一台炉温测试仪测试的回流炉的曲线，和由电偶测量的返工台的曲线。返修工位曲线升温时间更短，为了便于峰位和TAL的比较，对温度曲线进行了轻微的偏移。为SAC305开发了加热曲线，其熔点范围为217–220°C。针对相似的工艺窗口的四种回流曲线，分别为标准回流曲线、模拟返修站的自然(快速)冷却曲线、自然冷却条件下的较低峰值曲线，以及延长冷却条件下的低峰值曲线。图4中所示的炉温曲线是由一台炉温测试仪测试的回流炉的曲线，和由电偶测量的返工台的曲线。返修工位曲线升温时间更短，为了便于峰位和TAL的比较，对温度曲线进行了轻微的偏移。SIR表面绝缘阻抗测试，可通过加速温湿度的变化，测量测试在特定时间内电流的变化。

电阻表面枝晶状迁移物SEM放大形貌和EDS能谱分析见图2所示，枝晶状迁移物由一端电极往另一端电极方向生长，图2(b)EDS测试结果表明枝晶状迁移物主要含有Sn，Pb等元素，局部区域存在Cl元素，此产品生产中采用的SnPb焊料为Sn63Pb37，说明SnPb焊料中的Sn，Pb金属元素发生电化学迁移导致枝晶的生长，连通电阻两极，导致电阻短路失效。对失效电阻样品表面迁移物区域和原工艺生产用SnPb焊料取样进行离子色谱分析，所得的结果如表1所示。从表1中可以得出失效电阻表面存在Cl-的含量为1.403mg/cm2。目前行业内为避免印刷电路板发生腐蚀和电化学迁移而导致失效，控制表面残留的Cl-含量不高于0.5mg/cm2。但本案中的失效样品表面所测的Cl-含量明显超出了行业规范的要求，Cl-可以诱导阳极金属表面钝化膜的破裂，诱发局部腐蚀。SIR表面绝缘电阻测试的目的之一：基于可靠性的产品标定。海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展

表面绝缘电阻（SIR）被用来评估污染物对组装件可靠性的影响。海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展

局部萃取法会把板子表面所有残留离子都溶解。电路板上离子材料的常见来源是多种多样的，包括电路板制造和电镀残留物、人机交互残留物、助焊剂残留物等。这包括有意添加的化学物质和无意的污染。考虑到这一点，每当遇到不可接受的结果时，这种方法就被用来调查在过程和材料清单中发生了什么变化。在流程开发过程中，应该定义一个“正常”的结果范围，但是当结果超出预期范围时，可能会有许多潜在的原因。使用类似SIR测试模块的68针LCC。这种设计有足够的热量，允许一个范围内的回流曲线。元件的高度和底部端子**了一个典型的组装案例，其中助焊剂残留物和其他污染物可以被截留在元件底部。在局部萃取过程中，喷嘴比组件小得多，且能满足组件与板的高度差。海南pcb离子迁移绝缘电阻测试发展

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