PCB 清浄度管理の概要

PCB 清浄度管理の概要

機械産業とマイクロエレクトロニクス産業における清浄度 この論文では、主に清浄度、粒子清浄度、およびイオン性汚染物質の検出方法の概念を紹介し、当研究室の状況と組み合わせて清浄度検出に関連する機器を紹介します。

1.はじめに

1.1 清潔コンセプト

清浄度は、洗浄後に部品または製品の特定の表面に残った汚れの量を示します。 一般的に汚れの量には、種類、形、大きさ、量、重さがあります。

1.2. 清浄度試験の必要性

1.2.1 車両の清浄度管理

清浄度管理は、製品が生産プロセスで品質要件を満たしていることを確認するための重要なリンクです。 自動車への影響は、主に次の 2 つの側面に反映されます。

一方では、製品効率への影響。 たとえば、燃料ラインが詰まると、エンジンの始動が困難になったり、出力が不足したりします。また、潤滑油ラインが詰まると、油圧が不足したり、圧力がなくなったりして、モーションペア間の摩擦が増加します。 エンジンは有効なパワーを発揮できず、シリンダーの詰まりにつながることさえあります。 ブレーキパイプが詰まると、ブレーキの効きが悪くなったり、ブレーキが効かなくなったりします。

プリント基板

一方で、車両寿命への影響。 国内の工場で、清浄度がエンジンの寿命に及ぼす影響をテストしました。 統計によると、ディーゼルエンジン部品とエンジン全体の洗浄処理後、ディーゼルエンジンの耐用年数は2倍以上になりました。

1.2.2 制御回路基板の清浄度

回路基板の有効性は、アクティブ回路のすべての領域のパッドと穴の間の目に見えるおよび目に見えない残留物の特定の数に直接関係しています。 湿度の高い環境では、イオン汚染により、結晶成長による導体間の短絡や、製品の表面インピーダンスを低下させるための導体の直接腐食など、多くの問題が発生する可能性があります。 特に基板においては、製品の信頼性を確保するためにイオン汚染の程度を監視することが重要です。

集積回路の製造中にさらされる可能性のある主な汚染物質には、粒子状不純物、無機イオン、有機物質、微生物、ガス不純物などがあります。 一般的に言えば、不適切な温度、湿度、照度、過度の静電気と電磁ノイズ、空気ノイズ、微振動も特別な汚染物質です。 その中でも、粒子不純物、無機イオン、有機物、微生物、ガス不純物の数が一定の限度を超えると、集積回路製品の表面の傷、パターンの破損、短絡、ピンホール、剥離につながり、回路のリークにつながります。 電気的特性の異常。 軽いものは回路の効率や寿命に影響を与え、重いものは回路の廃棄につながります。 不適切な温度、湿度、照度、過度の静電気、振動、騒音は、プロセス装置の処理精度と寿命に影響を与えるだけでなく、オペレーターの気分にも影響を与え、集積回路の品質、生産効率、出力に影響を与えます。 汚染による製品の故障率は 60% にもなります。

2 清浄度試験方法

清浄度試験方法は、プロセス管理、品質保証、故障分析にとって非常に重要です。 試験方法は、試験対象（各種機械・電子部品など）の清浄度データを取得するための詳細なプログラムをまとめたものです。

ワークピース表面の汚染物質の中には直接検出できるものもあれば、間接的な方法で検出する必要がある汚染物質もあります。 たとえば、機械のコンポーネントやシステム キャビティの清浄度は、通常、使用される作動流体またはプロセス流体 (洗浄液) の汚染度を使用して間接的な方法で決定されます。 油圧システム。 間接的な検出には、主に油サンプルの収集、精製、および計量が含まれます。 CTI洗浄研究所では、多数の直接洗浄法を基に間接洗浄法も開発しています。

イオン汚染度も間接法で測定した。 まず、回路基板の表面をテスト溶液で洗浄し、イオン汚染を洗浄溶液に溶解してから、抽出物の抵抗率または導電率をテストします。 主な検出方法はNaCl当量法です。 そしてイオンクロマト。

2.1 メソッドの概要:

粒子の清浄度には、目視検査法、蛍光法、秤量法、接触角法、細かさ定量法の5つの一般的な検出方法があります。

基板の清浄度試験には、主にNaCl当量法とイオンクロマト法があります。

目視検査法：目視検査法は比較的単純な検査法です。 拡大鏡または顕微鏡で観察できる部品の外面または内部空洞面を手動で検査する必要があります。 次に、汚染粒子が金属、非金属、繊維のいずれであるか、およびそれらのサイズを決定します。 目視検査法は、主に部品の表面に残っている大きくて明白な粒子、斑点、錆の斑点、およびその他の汚染をチェックするために使用されます。 この方法の主な欠点は、検出結果が人的要因によって簡単に妨害されることです。

蛍光法：主に紫外線を利用して部品表面の清浄度を検出します。 紫外線が照射されると、表面の汚染粒子が蛍光を発します。 蛍光によると、部品の表面の汚れの位置を視覚的に検査でき、蛍光強度を信号検出器でテストして、表面の汚れの程度を示すことができます。 ただし、汚染物質の組成やその他の特性を特定したい場合は、他の分析方法に頼る必要があります。

接触角法: いわゆる接触角は、液体が固体表面で熱力学的平衡を形成するときに維持される角度です。 固体と液体の接触角の測定は、多くの類似分野 (接着、表面処理、ポリマー表面分析など) で広く知られている分析技術です。 これは表面分析であり、EMU の単層の変化に非常に敏感です。 テクノロジー接触角法は、主に表面清浄度分析装置を使用して実現されます。 ガラス、ウエハー、PCBなどの油汚れデータの表面接触角（水滴角）とガラスとウエハーの角度の差を評価します。 チップと PCB ボードのクリーニング方法。

計量法：計量法は、工業生産および試験で一般的に使用される清浄度試験方法です。 これは、私たちの研究室で最も一般的に使用されているテスト方法でもあります。 テストの原則は、選択した洗浄液を使用して、特定の条件下で一定数のサンプルを洗浄することです。 浄化された液体は、一定の目開きのフィルター膜 (一般的なフィルター膜は 5mm、10mm、20mm、30mm など) でろ過され、汚れはフィルター膜の表面に集められます。 ろ過前後のフィルター膜の重量を量り、2 つの重量の差が汚染物質の重量です。

細かさ定量法：部品の清浄度を検査する新しい方法です。 基本的な原理は、テストされた表面と汚染粒子が異なる光吸収率または散乱率を持っているということです。 試験方法は重量法と同じです。 ろ紙を乾燥させた後、顕微鏡（写真機能付きの画像認識・解析装置が最適）を用いて光照射下で検出することにより、粒子のサイズと面積を求めることができます。 部品の固体粒子汚染の結果を測定します。 精密な洗浄と定量的な清浄度の検出、特に小さな粒子や着色不純物の検出に適しています。 ただし、ろ膜が白色の場合、白い汚れや泡の識別は誤判定につながる可能性があります。

NaCl当量法：溶液中の導電性イオンの数は、溶液の導電率で簡単に表すことができます。 抽出物中の既知量の NaCl の導電率に基づいて、未知の導電性イオンの含有量を簡単に求めることができます。 具体的な操作方法は次のとおりです。250mm2 の各プリント基板を、トリクル パイプ内の 100ml の溶液で、溶液がビーカーに溜まるまですすぎます (このプロセスには少なくとも 1 分かかります)。 導電率テスターを使用して、溶液の抵抗率をテストします。 結果の出力方法は、面積 1 平方センチメートルあたりの NaCl 当量で表されます。

イオンクロマトグラフィー：移動相と固定相の異なるイオンの吸着と脱離の程度に応じて、イオンが吸着カラムを通過する時間は、イオン分離を達成するために異なります。次に、検出されたイオンの濃度をサイズに応じて計算します イオンピーク面積 イソプロピルアルコールを抽出剤として使用して、テストするイオンのPCB回路基板を抽出し、次にPCB回路基板をイオンクロマトグラフィーで検出します。これは主にイオンクロマトグラフィーに依存します NaCl同等の方法とは異なり、イオンクロマトグラフィー 単一イオンの内容を特徴付けることができます