離子清潔度測試方法：ROSE、離子色譜IC和C3

在元器件封裝或組裝工藝中，雖然有些污染物僅僅影響產(chǎn)品外觀，但離子型污染物在潮濕或存在電位差的條件下，會導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕及漏電失效，在高溫、高濕和偏置電壓共同作用下會出現(xiàn)電化學(xué)遷移等失效。因此，管控離子型污染物已經(jīng)成為高可靠性產(chǎn)品生產(chǎn)制造中的必要環(huán)節(jié)。

當(dāng)前常見的離子污染物測定方法主要有以下三種。ROSE測試法（溶劑萃取電導(dǎo)率法）曾是業(yè)界多年慣用的離子檢測手段，但因其僅能以氯化鈉當(dāng)量表示所有離子污染總量而無法解釋離子污染物的組成，根據(jù)IPCJ-STD-001 最新版標(biāo)準(zhǔn)及IPC-WP-019，該方法如今已不能作為產(chǎn)品及工藝認(rèn)證的接收標(biāo)準(zhǔn)，更適合于制程監(jiān)控；IC離子色譜法一般參考IPC-TM-650 2.3.28或2.3.28.2標(biāo)準(zhǔn)，能精確測試陰陽離子和弱有機(jī)酸的種類和含量。具體操作方法是將待測元器件或PCB板放進(jìn)高清潔度的專用密封袋中，加入一定體積的萃取液，萃取液一般為75%異丙醇和25%去離子水（體積比）或10%異丙醇和90%去離子水（體積比），80℃水浴1小時(shí)，將一定體積的萃取液注入到離子色譜儀中進(jìn)行定性和定量分析；而C3局部污染測試法的原理是使用去離子水蒸汽從局部（0.1in2）測試點(diǎn)上將萃取樣品提取出，并基于規(guī)定的漏電流指標(biāo)給出“clean”或“dirty”的判定，從而判定該區(qū)域是否干凈。IC和C3兩種方法分別側(cè)重對離子的定性定量和局部區(qū)域快速定性，適合滿足客戶的不同測試需求。 

圖 | ROSE測試、IC和C3的優(yōu)缺點(diǎn)對比

根據(jù)ZESTRON R&S多年的分析經(jīng)驗(yàn)，采用常規(guī)整板提取方法制樣進(jìn)行的離子色譜分析有時(shí)并不能檢測出任何異常偏高的離子污染物，其測試結(jié)果可能無法幫助準(zhǔn)確地找到失效的根源，甚至可能導(dǎo)向錯(cuò)誤的解決路徑。相比之下，在特定情況如進(jìn)行失效分析或者風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)，ZESTRON R&S推薦選擇“C3+IC”的檢測組合拳。通過充分發(fā)揮C3和IC的獨(dú)特優(yōu)勢，先后對潛在發(fā)生失效的區(qū)域進(jìn)行快速污染判定及對污染物中離子完成定性定量，從而精準(zhǔn)評價(jià)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)或者鎖定失效原因。在ZESTRON北亞區(qū)分析實(shí)驗(yàn)室，ZESTRON已經(jīng)為多家汽車電子及半導(dǎo)體行業(yè)頭部企業(yè)提供IC和C3組合使用的離子清潔度測試服務(wù)，幫助客戶開展失效分析，檢測焊接之后的表面清潔度是否達(dá)標(biāo)，以及判定表面是否具備涂覆或綁定的條件。憑借ZESTRON全球的智力資源和先進(jìn)的北亞區(qū)分析中心，ZESTRON R&S能夠?qū)C、BGA等元器件產(chǎn)品、PCB、PCBA等電子半成品及成品進(jìn)行全面而精準(zhǔn)的表征和評價(jià)，同時(shí)結(jié)合專業(yè)經(jīng)驗(yàn)為客戶提供詳細(xì)的分析報(bào)告并推薦糾正措施。

ZESTRON R&S采用的技術(shù)手段包括但不限于：高清數(shù)碼顯微鏡目檢、離子色譜法（IC）、離子污染度測試（ROSE）、傅里葉變換紅外光譜法（FTIR）、涂覆可靠性測試（CoRe Test）、顆粒物測定/技術(shù)清潔度（Technical Cleanliness）、掃描電子顯微鏡/X射線能譜分析儀（SEM/EDX）、X射線光電子能譜（XPS）、俄歇電子能譜（AES）、涂覆層測試（Coating Layer Test）、助焊劑測試/樹脂測試（Flux/Resin Test）、接觸角測量（Contact Angle）、表面絕緣電阻測量（SIR）、差熱分析（DTA）等。如您需要分析、評估和咨詢服務(wù)、或更加靈活系統(tǒng)的培訓(xùn)方式，ZESTRON R&S可以基于您的具體需求提供定制化的服務(wù)方案。