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 最新版標準及IPC-WP-019，該方法如今已不能作為產(chǎn)品及工藝認證的接收標準，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標準，能精確測試陰陽離子和弱有機酸的種類和含量。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，將一定體積的萃取液注入到離子色譜儀中進行定性和定量分析；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）測試點上將萃取樣品提取出，并基于規(guī)定的漏電流指標給出“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)缺點對比

根據(jù)ZESTRON R&S多年的分析經(jīng)驗，采用常規(guī)整板提取方法制樣進行的離子色譜分析有時并不能檢測出任何異常偏高的離子污染物，其測試結(jié)果可能無法幫助準確地找到失效的根源，甚至可能導(dǎo)向錯誤的解決路徑。相比之下，在特定情況如進行失效分析或者風(fēng)險評價時，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的獨特優(yōu)勢，先后對潛在發(fā)生失效的區(qū)域進行快速污染判定及對污染物中離子完成定性定量，從而精準評價產(chǎn)品風(fēng)險或者鎖定失效原因。在ZESTRON北亞區(qū)分析實驗室，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標，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行全面而精準的表征和評價，同時結(jié)合專業(yè)經(jīng)驗為客戶提供詳細的分析報告并推薦糾正措施。

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。