本专栏的上一篇文章“ROSE测试方法已完成了其历史使命”讨论了为什么作为工业清洁度或工艺控制方法的ROSE测试方法应该退出历史舞台。本期文章将通过比较萃取溶液（ROSE）电阻率测试法与离子色谱（IC）测试法的元器件洁净度测试结果，重申我们的立场。在2017年SMTA国际研讨会上重点介绍了我们比较这两种测试方法时所做的一些工作。如果你对2017年SMTA国际研讨会上的演讲感兴趣，可查阅“业界急需PCBA元器件清洁度限制值技术规范”一文[1]。
电子行业从20世纪70年代就已经开始采用ROSE测试方法。它最初是为评估印制电路板上的松香助焊剂残留物量而开发的。那个年代的主要助焊剂含有30%以上的松香。所以，毋庸置疑，现代助焊剂技术和电路设计与70年代的助焊剂和电路设计已经大不相同。同样，评估印制板离子清洁度的测试方法也应该完全不同。可事实并非如此。ROSE测试方法目前仍然是电子行业最主要的离子清洁度测试方法，也确实从20世纪80年代初期开始，ROSE测试方法就没有修改过。此外，ROSE测试方法不仅被用来确定印制板及印制板组件的离子清洁度，它还被用来测试元器件的清洁度[2]。
上一篇文章明确指出在评估印制板及印制板组件的离子清洁度时，有两个重要的属性是必要的。这两个属性对于评估元器件更为重要。这两个属性是选择性和敏感性。为了适当地评估清洁度，尽可能使用较少的萃取溶剂（收集所评估区域的残留物），使系统能够鉴别出存在的每种特定残留物即可，这点非常重要。ROSE测试方法提供了常采用的单一体积值（不是离子选择性）和溶液量（单位：升），体积值和溶液量都会影响到敏感性。可根据2017 SMTA国际研讨会演讲论文中的下表考虑具体结果。 
图1：与ROSE测试方法相比，IC测试方法具有更大的选择性，可鉴别样品提取物中的特定离子种类
在讨论图1的结果之前，首先要讨论已经做了什么是明智的。首先，将采用IC法测量出的5组不同BGA器件（不同的器件尺寸，不同的球栅数量及间距）的清洁度作为基准。每组器件只有两个一样的器件，因为我们使用的部件有限。然后将BGA送去采用标准的机器人重新植球工艺重新植焊料球。然后采用GEIA-STD-0006定义的ROSE测试方法重新评估每组器件的离子清洁度，接着再用IC法测试。IC测试中每次测试所采用的溶剂量是5毫升，ROSE测试中每次测试所采用的溶剂量是98毫升。
下面是采用这两种测试方法进行测试的总结。 
图2：IC法与ROSE法的对比
图1列出了IC测试法测出的不同离子。正如我们所指出的，与ROSE法相比，IC测试方法具有更大的选择性，可鉴别出样品提取物中的特定离子种类。表底部红色圆圈中的内容为ROSE和IC的测试结果。ROSE法用每平方厘米的NaCl当量（μg）表示测试结果。要了解这个结果即不是钠也不是氯化物，而是与NaCl盐的标准溶液比较的结果表示，NaCl盐标准溶液是用来标准化测试的。IC法用每平方厘米的离子量（μg）表示测试结果。IC测试结果直接可与特定离子种类的公认标准相比较。分别校准每个离子种类。
在我们的测试实例中，比较了ROSE测试结果和IC法测试出的钠和氯离子结果。将IC法测试出的钠和氯离子测试结果相加，能够与ROSE测试结果相对比。要知道这不是两种测试方法结果的准确对比，因为它们的测量单位不同（ROSE测试结果的单位是NaCl当量（μg）/ cm2，IC测试结果的单位是μg/cm2）
最后比较ROSE测试方法和 IC测试方法的结果，在只比较两种离子时，我们发现IC测试方法对所测试的5组BGA中的4种BGA有更强的响应。如果考虑所有的离子， IC测试方法与ROSE测试方法相比，则无法比较。IC测试方法对所有5组BGA的离子清洁度提供了更深入的了解。请注意，在这项研究中并未提出“何种清洁程度算足够清洁”。我们所要证明的是：对于评估现代电子产品离子残留物，ROSE测试方法是一种不适用的低级评估工具。
作者Joe Russeau, Precision Analytical Laboratory and Mark Northrup, IEC Electronics
References
- SMTA International 2017 Conference Proceedings,“PCBA Component Cleanliness Specifications Limits are Lacking,” https://www.smta.org/knowledge/proceedings_abstract.cfm?PROC_ID=5069.
- GEIA-STD-0006
Joe Russeau是Precision Analytical Laboratory的总裁及CEO。Mark Northrup 是IEC Electronics的技术副总裁。可点击此处联系Russeau。
