清洗并非终点,验证清洁度是否达标是确保电路板长期可靠性的关键一步。有多种方法可用于检验,通常根据标准(如IPC-A-610)和产品等级要求组合使用:
目视检查(Visual Inspection):最基本的方法。在放大镜或光学显微镜(通常10-40倍)下观察,检查是否有可见的残留物、焊锡珠、纤维或 discoloration。对于BGA底部等隐蔽处,可能需要使用内窥镜。但此法只能发现宏观污染物。
溶剂萃取液测试(ROSE Test):这是行业标准方法(IPC TM-650 2.3.25)。它将清洗后的电路板浸泡在75% IPA和25% DI水的混合溶液中,通过测量溶液的电阻率变化来间接反映板面离子污染物的总量(单位通常为μg NaCl/cm²)。要求通常很严格,如航天军工要求<1.5 μg/cm²,一般工业级<10 μg/cm²。此法能有效评估导致电化学迁移风险的离子残留水平。
离子色谱法(Ion Chromatography, IC):比ROSE测试更精确的方法。它不仅能测出总离子含量,还能定性且定量地分析出具体是哪种离子(如氯离子Cl-、溴离子Br-、硫酸根离子SO42-),从而帮助追溯污染源(如特定助焊剂)。但设备昂贵,测试周期长,多用于故障分析和高可靠性验证。
表面绝缘电阻测试(Surface Insulation Resistance, SIR):这是最能模拟实际工作环境的可靠性测试。将清洗后的板卡置于高温高湿环境(如85°C/85%RH)下,在精心设计的梳状电极图案上施加偏压,长时间监测其绝缘电阻值。通过观察电阻值是否下降来判断是否存在离子迁移风险。SIR测试是验证清洗工艺有效性的“黄金标准”。
傅里叶变换红外光谱(FTIR):用于分析有机污染物的种类和数量。通过红外光谱吸收峰来识别残留的助焊剂、油脂、树脂等有机物质。
扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDX):在故障分析中常用。SEM提供高倍率的表面形貌观察,EDX则能分析出微小区域内的元素成分,对于分析不明的腐蚀物或残留物极为有效。
对于采用干冰清洗的板卡,其清洁度验证有一个独特优势:无二次残留。这意味着任何检测到的污染物都必然是来自板卡本身的原有污垢,而不会像溶剂清洗那样,因溶剂残留本身干扰测试结果(如ROSE测试),从而使清洁度评估更加准确和可信。