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離子污染是導致PCB漏電、 腐蝕等失效的關鍵“隱形殺手”,目前行業主流是通過 ROSE、局部離子測試和離子色譜(IC)結合SIR/CAF試驗來實現“從含量到可靠性”的量化評估體系。
一、離子污染如何導致失效?
在潮濕、偏壓和殘余可溶性離子共存時,會發生電化學遷移,形成金屬枝晶(dendrite),跨越絕緣間隙造成瞬時或永久短路。溶解的腐蝕性離子(如氯化物、弱有機酸殘留)也會加速銅及焊點腐蝕,導致阻值漂移、開路、焊盤脫落等可靠性問題。同時,離子殘留降低局部絕緣電阻(SIR),在高阻抗模擬/傳感電路或高壓板上表現為漏電、電壓分布異常和擊穿電壓下降。
二、如何“量化”離子污染水平?
1. 體積/整體離子污染:ROSE測試
ROSE(Resistivity Of Solvent Extract)通過溶劑萃取板面殘留,測量電阻率,再換算為“NaCl當量質量/面積”,例如 μg NaCl/cm2 或 μg NaCl/in2。IPC 傳統上給出 1.56 μg/cm2 NaCl當量的清潔度上限(亦常見為約 10 μg NaCl/in2),部分資料也提及 10.06 μg/in2 作為失效點或上限值,用于工藝控制。
例如,國內領先的PCB測量儀器、智能檢測設備等專業解決方案供應商,Bamtone班通自研推出的Bamtone ICT系列離子污染測試儀(分臺式小容量/落地式大容量),正是基于 ROSE 檢測原理,為電子制造、航空航天、醫療設備等行業設計,用于測量PCB、電子元器件等表面離子污染物殘留,確保產品符合清潔度標準(IPC、ISO等)精密檢測設備。

應用要點:
用Bamtone ICT系列離子污染測試儀建立產品的“工藝基線”:同一產品、同一清洗工藝下的大批量樣本,計算均值和波動范圍,用于抽檢監控,而不是簡單套用某個通用極限值。對于高可靠產品(汽車、醫療、軍工),往往在滿足IPC上限基礎上再收緊自家控制限(例如 < 0.8–1.0 μg/cm2 水平),并與SIR結果聯動設定實際閾值。
2. 局部離子與種類:局部ROSE + 離子色譜(IC)
局部離子測試是在關鍵區域(BGA下、細間距器件周邊、功率器件附近)小區域萃取并測量,能發現整體ROSE掩蓋的局部高污染風險。離子色譜(IC)則可以分離并定量具體離子種類和濃度,如氯離子、硫酸根、弱有機酸(WOA)等,以 μg/cm2 或 ppm 表示,用于精確追溯來源及腐蝕風險評估。
應用要點:
當 ROSE 合格但現場仍有SIR不穩/CAF/腐蝕失效時,應通過局部萃取+IC分析,看是否存在特定高危離子集中(例如氯化物在某個區域超標)。將 IC 結果與失效位置、環境條件(濕熱、冷凝、水汽冷啟動)結合,建立“離子種類–濃度–失效形態”的經驗數據庫。
三、一些實務上的建議
優先從助焊劑、清洗工藝、烘干和操作規范(手汗、粉塵、運輸環境)著手,降低初始離子引入,再用測試去“證實和鎖定工藝”,而不是完全依賴檢測“兜底”。對汽車、工業控制、醫療和軍工電子,可以在標準IPC限值基礎上,結合自家SIR/CAF數據制定“產品族專用限值”和“關鍵結構額外限值”,做到風險可量化、過程可追溯。
建議形成統一的《PCB/PCBA離子污染與清潔度管理規范》,把ROSE/IC/SIR/CAF方法、采樣點位、判定準則及復判流程以文件固化,避免僅憑經驗或“感覺干凈”。
















