电子电路组装制造商种类不同,分别为大批量/少品种、小批量/多品种等。只有制造商自己了解各自的类型。
无论哪种类型,取消ROSE 测试中“1.56µg/cm2接受/拒绝”标准会造成行业混乱。目前不可协商的要求是提供客观证据。
图1:SIR测试(译文见下方表格)
客观证据 |
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表面绝缘电阻(SIR)测试 |
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材料 |
附连板设计 |
环境条件 |
制造工艺 |
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助焊剂 焊膏 底部填充材料 粘接剂 固定化合物 |
阻焊膜 表面涂层 裸板 |
元件类型及其截留可能性
易受压接影响性 |
电压 温度 湿度 持续时间 |
清洗或免清洗 涂覆或不涂覆 |
一旦确定了生产工艺(材料)的特性,用户需要进行快速、可靠和可重复的测试,以识别终端产品中的任何离子变化。注:需要评估这些被测试的组件是否适合装运。
新型工艺离子污染测试(PICT)[1]精确地实现了这一要求。
- 快速:少于15分钟
- 灵敏:与离子色谱相同,但无光谱
- 可重复:经证明,可接受性符合六西格玛标准
2021年初发布的新测试方法IEC 61189-5-502明确定义了SIR“材料工艺特性”。
SIR测试方法的应用范围
SIR测试可用于工艺验证、工艺确认,及工艺或材料特性描述。
SIR测试通常由工艺材料制造商完成,以鉴定其材料符合标准要求,例如焊料焊剂、涂层、抗蚀剂等,并与其他材料分离。
关于工艺“材料”特性,以完全组装好的具有代表性的预期终端产品为例。该测试旨在确定阻焊膜/抗蚀剂、焊料助焊剂、焊膏或焊丝、底部填充物、粘合剂、固定化合物清洗工艺、三防漆等的电化学兼容性。
测试标准采用IPC B-52附连板,由NPL进行的原始研究演变而来。NPL研究论文已上传至IPC Works 5-32b网站,可免费下载。IPC B52 附连板,也被称为IEC TB57,采用代表“最坏情况”工艺残留物截留点的模型元件而开发。
我们不推荐将其作为工艺鉴定测试。包含目前所采用的全部元件是一项不可能完成的任务,因为它们必须是真正的没有内部芯片或连接的模型元件。
经常有人问“SIR测试可以用作制程控制工具吗?”“运行持续时间可以少于168小时吗?”作为SIR测试仪器的主要设备供应商,其起源可追溯到20世纪70 年代中期,GEN3非常赞成该理念。
然而,特别是对于大批量/少品种的制造商来说,这是不现实的。SIR测试既不快速也不简单,并且有太多由于客户不遵守繁琐且变化的“程序”而失败的案例。同样,对于在制品(WIP),大多会禁止这种方法。
此外,目前许多免洗助焊剂在使用超过500小时后才会出现ECM故障。这表明,目前IEC 61189-5-502和IPC 9202中规定的测试持续时间可能需要从168小时延长到500小时甚至1000小时。
为了获得可接受的“客观证据”,SIR是IPC认可的主要测试技术。SIR并不关心可能导致故障的原因,只检查代表性样品(IPC B-52或其他)是否显示出可接受的电化学可靠性数据,无论是离子型还是非离子型。
相反,其他技术对于确定问题原因是必要的。这就是为什么测试方法整体“方案”对于帮助预测电路可靠性至关重要。这种进一步的检查被描述为包括各种测试技术的整体“方案”,其中最常见的是离子色谱或FTIR。
总之,用户必须要求其材料供应商提供用于鉴定其产品的SIR 数据。然后选择首选材料,并根据IEC 61189-5-502测试方法进行评估。如果发现不可接受数据,则有必要进行离子色谱法和/或FTIR测试,以确定导致问题的原因。
建议提取B-52样品的操作步骤从裸铜开始。通过这种方式,可以确定SIR数据在哪个单独的工艺步骤发生了变化,努力找到替代材料或进行设备调整。
References
- “Process Control of Ionic Contamination Achieving 6-Sigma Criteria in the Assembly of Electronic Circuits,” P. Eckold, M. Routley, L. Henneken, G. Naisbitt, R. Fritsch, U. Welzel, published at IPC APEX EXPO Conference and Exhibition 2017. Also refer to IPC WP-019B for more information.
Graham Naisbitt任GEN3公司总裁,同时担任IPC 5-30清洗和涂覆委员会副主席,IPC 5-32b SIR和ECM 任务组主席,及IEC TC91 WG3维护负责人。