Metody badania czystości jonów SMT: ROSE, chromatografia jonowa IC i C3

W dziedzinie technologii montażu powierzchniowego (SMT) kluczowe znaczenie ma zapewnienie czystości jonowej płytek drukowanych i komponentów elektronicznych. Pozostałości jonów mogą powodować problemy, takie jak zwarcia, korozję i obniżoną wydajność elektryczną, co może poważnie wpłynąć na niezawodność i żywotność produktów. Aby dokładnie ocenić czystość jonową produktów SMT, obecnie stosuje się metody takie jak ROSERezystywność ekstraktu rozpuszczalnikowego, badanie oporności cieczy ekstrakcyjnej rozpuszczalnikiem, chromatografia jonowa, badanie IC i badanie C3.
I. Próba RÓŻY

Test ROSE jest powszechnie stosowaną metodą badania czystości jonowej. Jego podstawową zasadą jest pośrednia ocena zawartości zanieczyszczeń jonowych poprzez pomiar rezystywności roztworu ekstrakcyjnego.

(I) Kroki testowe

1. Przygotowanie próbki: Potnij płytkę drukowaną SMT lub komponent, który ma zostać przetestowany, na próbki o odpowiedniej wielkości, upewniając się, że powierzchnia próbki jest reprezentatywna.

2. Ekstrakcja rozpuszczalnikiem: Umieść próbkę w pojemniku wypełnionym określonym rozpuszczalnikiem, zwykle izopropanolem, i przeprowadź ekstrakcję ultradźwiękową w określonych warunkach temperatury i czasu, aby rozpuścić zanieczyszczenia jonowe w rozpuszczalniku.

3. Pomiar rezystywności: Za pomocą miernika rezystywności zmierzyć rezystywność roztworu ekstrakcyjnego. Im niższa rezystywność, tym wyższa zawartość zanieczyszczeń jonowych.

(II) Zalety
Operacja jest stosunkowo prosta, a prędkość testowania jest duża, co jest odpowiednie do szybkiego przesiewania w produkcji na dużą skalę.

2. Ma dobre możliwości wykrywania typowych zanieczyszczeń jonowych, takich jak chlorki, siarczany, azotany itp.

(III) Ograniczenia

1. Nie jest w stanie rozróżnić poszczególnych rodzajów zanieczyszczeń jonowych, a jedynie dostarczyć informacji o całkowitej ilości jonów.

2. Czułość wykrywania zanieczyszczeń jonowych o niskim stężeniu jest stosunkowo niska.

3. Na wyniki testu mogą mieć wpływ takie czynniki, jak czystość rozpuszczalnika i warunki ekstrakcji.

II. Test IC chromatografii jonowej
Chromatografia jonowa to wysoce wydajna i czuła technika analizy jonów, która umożliwia dokładne określenie rodzaju i zawartości różnych jonów.

(I) Zasada testu

W oparciu o zasadę wymiany jonowej wykrywana mieszanina jonów jest rozdzielana przez kolumnę jonowymienną, a następnie wykrywane jest stężenie różnych jonów za pomocą detektora, takiego jak detektor przewodności.

(II) Etapy testu

1. Wstępna obróbka próbki: Podobnie jak w przypadku badania ROSE, przeprowadza się cięcie próbki i ekstrakcję rozpuszczalnikiem.

2. Analiza wtrysku próbki: Roztwór ekstrakcyjny wtryskuje się do kolumny chromatograficznej poprzez system wtrysku próbki chromatografu jonowego, a różne jony są rozdzielane w kolumnie chromatograficznej pod wpływem siły napędowej fazy ruchomej.

3. Wykrywanie i oznaczanie ilościowe: Oddzielone jony przechodzą kolejno przez detektor, generując odpowiednie sygnały. Analizę ilościową przeprowadza się na podstawie natężenia sygnału i krzywej wzorcowej w celu określenia rodzaju i zawartości jonów.

(III) Zalety

1. Może wykrywać jednocześnie wiele jonów, w tym aniony, takie jak chlorek, fluor, fosforan i kationy, takie jak sód, potas i wapń, dostarczając szczegółowych informacji na temat składu jonów.

2. Wysoka czułość detekcji, dokładne oznaczanie niskich stężeń zanieczyszczeń jonowych.

3. Charakteryzuje się dużą dokładnością i powtarzalnością.

(IV) Ograniczenia

1. Przyrządy i sprzęt są stosunkowo drogie, a do obsługi i konserwacji potrzebni są profesjonalni technicy.

Czas testowania jest stosunkowo długi, co nie nadaje się do szybkiego wykrywania w produkcji masowej.

III. Próba C3

Test C3 to metoda badania czystości jonów zaprojektowana specjalnie dla pozostałości topnika w procesie montażu SMT.

(I) Zasada testu

Stopień zanieczyszczenia jonowego ocenia się poprzez pomiar zmiany przewodności spowodowanej strumieniem resztkowym w określonych warunkach.

(II) Etapy testu

1. Przygotowanie próbki: Umieść płytkę drukowaną SMT lub komponent, który ma zostać przetestowany, w specjalistycznym urządzeniu testowym.

2. Zastosuj warunki testowe: Zastosuj określone napięcie i prąd do próbki w określonych warunkach temperatury i wilgotności.

3. Pomiar przewodności: Monitoruj zmianę przewodności próbki podczas testu. Im wyższa przewodność, tym większe zanieczyszczenie jonowe.

(III) Zalety

1. Bezpośrednio przetestuj pozostałości topnika, co jest ściśle związane z procesem produkcji SMT.

2. Potrafić szybko ocenić wpływ pozostałości topnika na czystość jonów.

(IV) Ograniczenia

1. Może wykrywać jedynie zanieczyszczenia jonowe związane ze strumieniem i ma ograniczone możliwości wykrywania zanieczyszczeń jonowych z innych źródeł.

2. Na wyniki testu mogą mieć wpływ warunki testu, takie jak temperatura, wilgotność, napięcie itp. Aby zapewnić dokładność, wymagana jest ścisła kontrola warunków testu.

IV. Porównanie i wybór zastosowania trzech metod badawczych

(i) Porównanie

1. Zdolność wykrywania: Testy IC mogą dostarczyć najbardziej szczegółowych informacji na temat typów i zawartości jonów, następnie testy ROSE, podczas gdy testy C3 są stosunkowo ograniczone.

2. Czułość detekcji: Testy IC mają najwyższą czułość detekcji, podczas gdy testy ROSE i testy C3 mają stosunkowo niższą czułość.

3. Szybkość testu: Test ROSE i test C3 są szybsze i nadają się do szybkiego wykrywania w miejscu produkcji, podczas gdy test IC jest stosunkowo wolniejszy.

4. Koszt: Testowanie ROSE jest tańsze, następnie testowanie C3, podczas gdy sprzęt do testowania układów scalonych jest drogi i ma wyższy koszt.

(II) Wybór aplikacji

1. W produkcji masowej testy ROSE i C3 nadają się do szybkiego przesiewania i wstępnej oceny czystości jonów. Jeśli wymagana jest bardziej szczegółowa analiza jonów i bardzo precyzyjne wyniki wykrywania lub w badaniach i rozwoju oraz kontroli jakości, należy wybrać test IC.

2. W sytuacjach, w których nacisk kładziony jest na wpływ pozostałości topnika, dobrym wyborem jest test C3.

3. Biorąc pod uwagę takie czynniki, jak koszt, wymagania testowe i wydajność testów, wybór rozsądnej metody testowania lub zastosowanie kombinacji wielu metod może zapewnić bardziej wszechstronną i dokładną ocenę czystości jonowej produktów SMT.
   Krótko mówiąc, każda z trzech metod badania czystości jonów SMT: ROSE, chromatografii jonowej IC i C3 ma swoje zalety i wady. W zastosowaniach praktycznych należy wybrać odpowiednie metody testowania w oparciu o konkretne okoliczności, aby zapewnić jakość i niezawodność produktów SMT. Wraz z rozwojem przemysłu elektronicznego wymagania dotyczące czystości jonów stają się coraz wyższe, a technologia testowania jest stale unowocześniana i ulepszana. Oczekuje się, że w przyszłości pojawią się bardziej wydajne, dokładne i wygodne metody testowania, zapewniające potężniejsze wsparcie dla rozwoju branży SMT.