图2 高频对复杂的电阻板的影响。 助焊剂活化剂残渣可能会改变连接表面的阻抗,并导致焊盘的形状增大。
为什么要干净清洁?
在扫描式电子显微镜(SEM)下可以清楚地看到,由于活化剂残渣增多而导致表面绝缘电阻(SIR)降低以及电容电压的降低。利用一个对碳酸基活化剂呈选择性反应的测试,可以得到这种污染物的图像。确定电阻率数值(也就是剩余的免清洗残渣的电阻率)的另一个直接测量方法,是用阻抗频谱仪来完成的。通过确定片状电阻器和片状电容器下面的表面电阻,可以看到,对于表面电阻率,清洗所起的改善作用(图3)。
图3 用阻抗频谱仪检查污染。
例如,在这项研究中,我们测量了五个电路板上相同元件的阻抗。在清洗过程完成之后重复这项测试。两次测量结果是吻合的,这说明所有电路板的清洁度都达到了很高的程度。
这个测试结合其他的可靠性测试,可以确定在适当的气候条件下电路板的表现,以便评估清洗可能为产品带来的所有好处。
在讨论清洗与免清洗制造工艺时,也应该把焊接后采取的措施包括在内,例如使用起保护作用的表面涂层。在研究期间,我们记录到在0.4英寸厚的表面涂层下面的脱层和电化迁移。我们还必须考虑到电路板和元件越来越严重的泄漏问题。这个问题可能会限制涂层和底部填料的长期粘合力。但是很遗憾,关于这些关键的问题,现在还不清楚,难以描述或者预测,也无法监控。信号完整性变差,这无法解释,也不能再现。
理想的免清洗工艺,应该把所有脏东西和残渣包起来(或者在焊接时把所有关键的化合物蒸发掉),使它们不会造成腐蚀或者产生漏电流。另一方面,这些固化后的薄膜会影响测试集成电路的能力(图4)。
图4 从受污染的集成电路针脚可以看到,常规的助焊剂残渣(左图)和无铅助焊剂残渣(右图)。
只要与妥善接触到没有残渣的表面,集成电路测量的缺陷率就会显着下降。进一步讲,这些薄膜往往会导致测量方面的问题。受到污染的测试针脚增加了它的磨损,也增加了整个清洗过程的工艺成本。