IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第76页
7.2.9 *腐蚀 性焊剂： 含有一 定 的 卤 化 物 、有 机 胺 或者 有 机 酸 会 腐蚀 铜 的 助焊剂 。 7.2.10 腐蚀 蠕 变 ： 在 PCB 外 表面 生 长出 铜 和 银 的 硫 化 物 晶 体 的 特 征 。 7.2.1 1 * 树枝 状 ⽣ 长 ： 有 冷 凝潮 湿 气及 存 在电 偏 压 时， 导体间生 长的 金属 细 丝 。 7.2.12 树枝 状迁移 ： 以 “树枝状 结晶 ”形 式 发 生 的 穿 过…
29. Vuono, B., Bixenman, M., Russeau, J., & Zohni, . (2010). Cleaning Fluid Entrapments under Vented Flip
Chip Packages. IPC/SMTA Cleaning and Coating Conference, Renaissance, Schaumberg, IL.
7 印制线路板（PWB）上的污染及其影响
7.1 范围 随着电子设备性能要求的增加，需要设计小的导线间距，以及小型化、高性能设备需要
的更加快速的电路。由于相邻导体间的间距减小，使得污染及其影响变得更加问题化。
7.1.1 ⽬的 本章节的目的是讨论印制线路组件上污染的风险及其影响。
7.1.2 背景 随着元器件的微型化、更细间距和导线间的电磁引力，电子组装的可靠性越来越引起
关注。
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和污染有关的工艺过程和服务增大了元器件失效的潜在可能。腐蚀问题缩短了产品的寿命，
同时由于造成导线间离子迁移、元器件引脚间漏电流、电阻耦合和/或者电化学电池的形成等因素也
导致了产品功能性降低。
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在生产成本压力的驱动下以及考虑到带细间距和低型面高度的高密度组装之清洗难度，许多电子产
品都使用了低残留（免清洗）助焊剂技术。
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根据应用的不同，再流后助焊剂残留量是变化的：
• 标准残留：>40%。
•低残留：10%<残留量≤40%。
•超低残留：2%<残留量≤10%。
• 零残留： 0≤残留量≤2%。
尤其在遇到更小的引脚节距和导线间距时，免清洗工艺对PCB可靠性的长期影响是一个持续备受关
注的目标。随着无铅化技术的导入，进一步引入了可靠性风险
，因为这些包括银在内的典型合金比
锡铅共金需要更高的熔融温度。
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组件贴装和结构的高密度化、（低间隙组件下面会伴有很多助焊剂残留）及元器件的微型化组装使得
达到适当的清洁等级已经变得越来越难。组装者必须更好地了解组装后残留的长期影响。
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由于不够
充分的清洗，较小导线间距能产生大的电磁场从而导致器件失效。当前行业对清洁度技术规范对下
一代电子组装或许是不充分的。
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7.2 术语和定义（带*号的引⾃IPC-T-50）
7.2.1 *阳极： 器件中的正向电流流出的电极。
7.2.2 阴离⼦： 带负电荷的离子。
7.2.3 *桥接： 导体之间形成的不应有的导电通路。
7.2.4 阴极： 得到电子的电极。
7.2.5 阳离⼦： 带正电荷的离子。
7.2.6 *电导率： 物质或者材料导通电流的能力。
7.2.7 *导体间距： 在一个导电层上，孤立导电图形的相邻边缘之间的可见距离
。
7.2.8 腐蚀： 化学品、助焊剂或者助焊剂残留对金属基材的氧化。
2011年7月 IPC-CH-65B-C
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7.2.9 *腐蚀性焊剂： 含有一定的卤化物、有机胺或者有机酸会腐蚀铜的助焊剂。
7.2.10 腐蚀蠕变： 在PCB外表面生长出铜和银的硫化物晶体的特征。
7.2.11 *树枝状⽣长： 有冷凝潮湿气及存在电偏压时，导体间生长的金属细丝。
7.2.12 树枝状迁移： 以“树枝状结晶”形式发生的穿过绝缘体的迁移。
7.2.13 偶极： 相距很近符号相反的一对电
荷（正极/负极）。
7.2.14 偶极距： 分子内的原子、电子及它们的原子核以一部分带正电，一部分带负电的方式排列。
7.2.15 ⾦属溶解： 金属溶解的过程，通常伴着化学物质、合金或者污染产生。
7.2.16 电化学迁移： 7.2.16电化学迁移（ECM）：
[不要和电迁移混淆（EM）－见下面]电化学迁移
是离子在电磁场影响下通过合适的媒介（例如，
助焊剂残留、桥接导体）迁移的现象
。电化学失
效机理由三个要素组成：（1）离子残留；（2）电
位或者电压差；（3）潮气或者湿度。（图7-1）
7.2.17 电迁移（EM）： [不要和电化学迁移混淆
（ECM）－ 见 上面]电迁移是在电场的影响下，
由于电子迁移造成金属离子在金属导体中移动的
现象。电迁移的三个关键要素：（1）高强电流；
（2）移动的金属原子；
（3）高温。（图7-2）
7.2.18 助焊剂： 化学和物理活性的混合物，加热
时能除去焊料和可焊表面金属氧化物，以促进熔
融焊料对金属基材的润湿。
7.2.19 *助焊剂活性： 助焊剂促进熔融焊料润湿
金属表面的程度或者效率。
7.2.20 助焊剂残留物： 再流焊接后残留在焊锡周
围的助焊剂。
7.2.21 电流腐蚀： 由一种电解质内两种不同导体
或者不同电解质内两种相同导体组成的原电
池的
电流引起的腐蚀。
7.2.22 卤化物含量： 游离卤化物质量与助焊剂质量之比（氟离子（F-），氯离子（Cl-），或者溴离
子（Br-）），表示为游离氯离子的当量百分比。这或许远低于卤素含量。
7.2.23 ⽆机助焊剂： 含有无机酸和卤化物的水基助焊剂溶液。
7.2.24 离⼦清洁度： 用单位表面积内所含有的离子数 量或者离子物质重量来表示表面清洁的程
度。表面清洁度决定于使用何种方法测试。结
果以等效的氯化钠表示。
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图7-1 电化学迁移
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图7-2 电迁移
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7.2.25 离⼦污染物： 一种离子混合物，通常是加工后的残留物，溶于水中成为自由离子。氯化钠迅
速地溶于水，而铅的氯化物不溶于水。
7.2.26 *泄漏电流： 非期望的流经绝缘体的电流。
7.2.27 *⾦属迁移： 当电压作用于两个金属表面时，金属离子沿着导电通路从一金属表面到另一金
属表面的电解转移。
7.2.28 *⾮活性助焊剂： 不含活性剂的天然或者合成树脂助焊剂
。
7.2.29 *⾮离⼦污染物： 一种在水中不易电离的残留物。
7.2.30 有机污染物： 有机物（碳基类）产生的污染物。
7.2.31 有机助焊剂： 主要由有机酸（例如羧酸）而不是松香或者树脂组成的助焊剂。
7.2.32 *封装密度： 单位体积内功能元器件（元器件、互联器件、机械零件等）的相对数量。
7.2.33 极性物质： 能溶于水和极性溶剂中的物质。
7.2.34 残留： 任何可见的或者可检测在某工艺后的残留物。通常指再流完
成之后留下的污染物。
7.2.35 短路： 使正常时为电气隔离的两个或者多个点形成连接的故障。
7.2.36 *托⾼： 有助于抬高基板表面上的表面贴装器件的柱形托架或者凸起物。
7.2.37 晶须： 相邻连接的导体或者导体之间生长出的细长、针状细金属丝。
7.3 清洁程度要求 电子制造商面临着要对生产可靠的硬件所需的清洁度等级程度难以抉择。“多
干
净才算足够干净”这个问题给现在越来越窄的导线和线路带来更多的挑战。在工业中某一领域可接
受的清洁度（如一个玩具进行了SMT波峰焊后），对于另外的领域或许就是不可接受（例如倒装芯片
封装）。
在印制板、元器件和组装后印制板上的残留增加了过早失效或者功能不正常的风险，使制造过程变
得复杂，并且产品质量出现下降。不幸的是，
很多需要处理与清洁相关问题的人并没有相关化学、
化学相互作用或者化学分析测试方法等的背景，因此不了解如何测量和定义清洁度，也不能认识与
残留相关的工艺问题。
在很少的情况下，清洁度能被工艺专家们很好地理解，挑战仍然存在于与残留相关的某个或者某些
长期可靠性方面的问题或者是决定残留对硬件的功能性影响有多大。下面的因素需要考虑：
• 终端使用环境（航天、医疗、
军事、汽车、信息科技等）。
• 产品的设计/服役周期（90天、3年、20年、50年、保质期+1天）。
• 涉及的技术（高频、高阻抗、电源）。
•失效现象与IPC标准所定义的终端产品1、2、3级相对应的产品（例如，移动电话、心率调整器）。
考虑到可能的相关组合数量惊人，很清楚的是，每个原始设备制造商（OEM）必须依
据产品情况逐
个对产品或者产品系列确定组合。这就是为什么没有单一的“金（万能组合）”数字能应用到所有的
产品上，也不应该继续寻找。对于3级高可靠性硬件清洁的要求，在较低要求应用中可能并不需要。
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