イオン汚染は、製造、はんだ付け、取り扱い、またはクリーニング後にPCBまたはPCBAに残る溶解可能な帯電物質です。これには塩化物、臭化物、ナトリウム、カリウム、硫酸塩、硝酸塩および有機酸イオンが含まれる場合があります。

これらの汚染物質は、目に見えない濃度で存在することがよくあります。湿気がそれらを溶解すると、表面導電性が増加し、漏れ、腐食、または電気的バイアス下での電気化学的移動を引き起こす可能性があります。

可視残留物は、化学的にどのように振る舞うかではなく、見ることができるものを説明します。フラックスフィルム、白い付着物、ホコリ、繊維、指紋、油、はんだ玉はすべて可視残留物ですが、必ずしもイオンまたは非イオンとは限りません。

イオン汚染対可視残留物

比較	イオン汚染	可視残留物
定義	アセンブリ上の溶解可能な帯電種	目視または拡大で検出される汚染
可視性	頻繁に目に見えない	カメラや顕微鏡で直接、または目視で可視
例	塩化物、臭化物、ナトリウム、カリウム、有機酸イオン	フラックスフィルム、白い付着物、繊維、油、ホコリ、はんだ玉
電気的挙動	湿気に溶解した場合、導電性が増加する可能性があります	組成によって異なる; 導電性、絶縁性、またはイオンを含む可能性があります
主な懸念	漏れ、腐食、電気化学的移動	外観、検査、接触、コーティング、接合または粒子関連の問題
検証	ROSE、イオンクロマトグラフィー、SIRまたは他の定義されているテスト	目視または光学的検査

目に見える残留物は、非金属に見えるからといって無害として記述されるべきではありません。フラックスフィルムや指紋にはイオン性の物質が含まれている可能性があり、金属粒子やはんだボールはイオン汚染として測定されないまま電気的リスクをもたらすことがあります。

イオン汚染が電気的リスクになる理由

イオン汚染は自動的に短絡を引き起こすわけではありません。リスクは、汚染、湿気、電気バイアス、導体間隔、時間の相互作用を通じて発展します。

湿気がアセンブリ上に薄い膜を形成すると、可溶性のイオンが液体に入り込み、その導電率が増加します。これにより表面絶縁抵抗が低下し、導体間で漏れが発生する可能性があります。

継続的な電気バイアスのもとでは、金属が一つの導体で溶解し、電解質を通じて移動して他の場所に沈着する可能性があります。この電気化学的移動によりデンドライトが形成され、最終的には意図しない導電経路が作られることがあります。

汚染されたアセンブリは、乾燥した工場テストを通過することがあるが、湿度、凝縮、温度サイクルへの曝露によって異なる動作をする可能性があります。

イオン汚染の発生源

汚染が現れるタイミングによって、考えられる発生源は異なります。

プロセスステージ	考えられる発生源	確認すべきこと
基板製造	エッチング、メッキ、表面仕上げ、不十分な rinsing	サプライヤのプロセスデータおよび入荷基板の清浄度
再フローはんだ付け	はんだペースト活性剤および反応生成物	ペーストの種類、適用量、および熱プロファイル
波状または選択的はんだ付け	液体フラックス、過剰な適用または不十分な予熱	フラックスの量、スプレーパターン、予熱およびはんだ付けパラメータ
手動はんだ付けまたは再作業	局所的に適用されたフラックスおよび繰り返し加熱	フラックス製品、適用方法および再作業サイクルの数
洗浄とすすぎ	汚染された洗浄液、クリーナーの持ち越しまたは不十分なすすぎ水	化学濃度、浴槽の状態およびDI水の質
取扱い	指紋や汗	手袋、取り扱い方法および露出テスト領域
乾燥と保管	閉じ込められた湿気または環境汚染	乾燥結果、包装および保管条件

イオン汚染はどのように検出されるか？

テスト方法は、答える必要のある質問に応じて選択する必要があります。

方法	それが示すこと	主な制限
目視検査	可視の残留物、粒子、水跡または腐食が見えるかどうか	イオンの清浄度を証明できない
ROSE	抽出可能なイオン汚染のバルクレベル	特定のイオンやその位置を特定しない
イオンクロマトグラフィー	存在するイオン種とその測定された量	結果は、抽出面積と手順に依存する
SIR	定義された湿度、温度および電気的バイアスの下での代表的なプロセスの挙動	特定の汚染物質を特定しない
局所抽出	特定のコンポーネントまたはプロセスエリアに集中した汚染が含まれているかどうか	サンプリングが正しく計画されない限り、完全なアセンブリを代表しない

許容できるイオン汚染レベルとは？

すべてのアセンブリが信頼性があることを証明する普遍的な値はありません。

有効な受入要件は、テスト方法、抽出条件、計算された表面積、単位、サンプリングプラン、および合格/不合格の限界を定義する必要があります。

歴史的な値である1.56 µg NaCl相当/cm²は、自動的に普遍的な資格限界として使用されるべきではありません。IPC J-STD-001Hが導入された際に、製造プロセスの資格付けのためのデフォルトの基準として削除されました。

適用可能な限界は、顧客の仕様、製品要件または資格のある製造プロセスから来るべきです。

クリーニングプロセスはどのように選択するべきか？

最初の決定は、要件が可視の残留物、イオン汚染、またはその両方に関するものであるかどうかです。

可アクセスな表面上の可視残留物

可アクセスなフラックス跡、はんだ玉、または局所再作業の残留物を取り除くことが主な要件である場合、ブラシまたはドライアイスクリーニングが適しているかもしれません。

その自動片面PCBA洗浄機 – DEZ-C758 および自動PCBAブラシクリーニング機械 – DEZ-C760 可アクセスなはんだ側の表面を1つクリーニングします。

DEZ ドライアイスクリーニング機械対応する露出フラックスおよび再作業残留物に対して、無水洗浄を提供します。この範囲には、固定ステーションの DEZ-C7310、インラインの DEZ-C7320、およびポータブルの DEZ-C1650 が含まれます。

これらのプロセスは、イオン材料を含む残留物を除去できますが、目に見える除去はイオン清浄度限界が達成されたことを証明するものではありません。

完全洗浄およびすすぎを必要とするイオン汚染

完全なアセンブリに化学洗浄、DI水すすぎ、制御乾燥を必要とする場合は、検証済みの水性プロセスを使用してください。

主な手順は次のとおりです：

対応する化学洗浄 → DI水すすぎ → 制御乾燥 → 清浄度テスト

洗浄化学薬品が主な洗浄動作を行います。DI水は、洗浄後に溶解した汚染物質と残りの洗浄剤を除去します。

DI水は主なフラックス洗浄ステージとして説明されるべきではありません。

イオン汚染制御のための DEZ機器

生産要件	推奨機器	関連プロセスデータ
高ミックスオフラインバッチ洗浄	オフラインPCBA洗浄機 - DEZ-C743	スプレー洗浄、DI水すすぎ、熱風乾燥；二重層610 × 560 × 100 mm バスケット；最大10 kg バッチ負荷；洗浄温度 25–75°C
連続インライン水性洗浄	インラインPCBA洗浄機 - DEZ-C1360	化学洗浄、DI水すすぎ、二ゾーン熱風乾燥；幅50–500 mmの製品に対応；コンベア速度最大1000 mm/min
専用のDIすすぎ水供給	脱イオン水システム - DEZ-CS300	対応するすすぎプロセス用にDI水を生成；必要な出力と貯蔵は実際の機械需要に一致しなければなりません
アクセス可能な目に見えるはんだ側残留物	DEZ-C758またはDEZ-C760	完全な化学洗浄とDI水すすぎなしのブラシ洗浄
液体洗浄なしのアクセス可能な局所残留物	DEZ-C7310、DEZ-C7320またはDEZ-C1650	ドライアイス洗浄；イオン清浄度は別途確認する必要があります