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印刷电路板(PCB)表面阴离子和有机酸如何测?——IPC-TM-650 2.3.28B标准
2024-06-12

PCB被誉为“电子产品之母”,从手机到AI服务器无处不在;随着集成度飙升、线路间距微缩,其表面清洁度要求日益严苛。

IPC-TM-650 2.3.28B是全球电子制造产业链中,用于评估产品清洁度和可靠性的一项关键且通用的测试依据,依据这个标准,阴、阳离子与有机酸的测定首选离子色谱法。

阴离子和有机酸的同时测定和分离是测试难点,这也是我们的本期的重点内容。


一、IPC‑TM‑650 2.3.28B是什么,测什么?

IPC-TM-650 2.3.28B是由美国电子电路和电子互连行业协会(IPC)发布的测试方法标准,规定了采用离子色谱法(Ion Chromatography)对印制电路板(PCB)及其组件(PCBA)表面的离子污染物(包括7种阴离子、6种阳离子和8种弱有机酸)进行定性定量分析,以评估其清洁度的测试方法。

IPC‑TM‑650 2.3.28B方法不同于IPC-TM-650 2.3.25 (ROSE) 方法:

 2.3.25 (ROSE)测试的是总体的离子清洁度(以NaCl当量表示),只能判断"干不干净";

 2.3.28B方法可以明确告诉我们"是什么脏"(如具体是氯离子超标还是甲酸残留),非常有助于追溯生产工艺中的污染源(如助焊剂、蚀刻液残留)。

二者具体区别如下:


对比维度IPC-TM-6502.3.28B(离子色谱法)IPC-TM-650 2.3.25 (ROSE 法)
核心原理离子色谱法(lon Chromatography):先萃取污染物,再用离子色谱仪进行分离和检测。溶剂萃取电阻率法(ROSE):通过测量萃取液电阻率(或电导率)的变化来推算污染物总量。
测试目标定性定量分析:可以精确识别并分别测出特定种类的离子,如7种阴离子(氟、氯、溴等)、6种阳离子(如钠、钙等)和8种弱有机酸(乙酸等)的含量。总量评估:只能得出一个综合的总量指标,即所有能电离的污染物总量,通常用“微克氯化钠当量/平方厘米"(ug NaCIEq./cm2)来表示。
输出结果一份详细的“离子成分清单",清楚列出每种离子的具体含量。一个代表总体污染水平的"总分”。
主要用途问题诊断与溯源:当产品出现可靠性问题,需要查找是哪种具体离子污染导致时使用。也用于高可靠性产品的严格质量验证。生产线上快速、高频次的过程控制:用于日常抽检、清洗工艺效果验证、来料筛查等。


标准2.3.28方法主要检测以下离子和弱有机酸:

类别具体离子/有机酸
阴离子氟离子(F⁻)、氯离子(Cl)、亚硝酸根(NO₂⁻)、溴离子(Br⁻)、硝酸根(NO₃⁻)、磷酸根(PO₄³⁻)、硫酸根(SO₄²⁻)
阳离子锂离子(Li⁺)、钠离子(Na⁺)、铵根离子(NH)、钾离子(K)、镁离子(Mg²⁺)、钙离子(Ca²⁺)
弱有机酸乙酸(Acetate)、己二酸(Adipate)、甲酸(Formate)、谷氨酸(Glutamate)、苹果酸(Malate)、甲基磺酸(Methanesulfonate)、琥珀酸(Succinate)、邻苯二甲酸(Phthalate)


二、IPC-TM-650 2.3.28B检测流程

1、 样品准备:

选取具有代表性的PCB样品,并记录其面积,操作时需佩戴无卤手套。

2、萃取液配制:

配制75%异丙醇 + 25%去离子水(体积比) 混合溶液。

3、浸泡萃取:

 装袋:将PCB板放入干净、低离子含量的可密封塑料袋中。

 加液:定量加入配制好的萃取液,萃取液体积与样品表面积的比例约为0.5 mL/cm²。

 密封:排出袋内空气后密封,确保萃取液能充分接触样品表面。

 加热:将密封袋置于80℃ ± 2℃的水浴中加热1小时。

4、冷却到室温后,取出萃取液。

5、空白对照:

同时需对一份不含样品的萃取液进行完全相同的操作,作为空白对照,用于背景扣除。

6、使用离子色谱仪进行分离和检测。


三、阴离子与有机酸测定的色谱条件

萃取液中含有75%的异丙醇,对测定有一定的干扰。如仪器无相应的前处理配置,需要先对萃取液进行加热(如90℃水浴)使异丙醇挥发,然后才能用离子色谱进行检测。

而使用瑞士万通的英蓝预浓缩-基体消除技术(MiPCT-ME),无需对萃取液进行任何前处理,溶液直接上机,自动消除异丙醇基体干扰,还可灵活调整进样量,轻松应对极低检出限的要求,使用更加方便。

✔ 色谱柱:Metrosep A Supp 7 - 250/4.0(货号:6.1006.630)

✔ 保护柱:Metrosep A Supp 17 S-Guard - 50/4.0(货号:6.01032.530)

✔ 淋洗液A:1mM Na2CO3

✔ 淋洗液B:40mM Na2CO3

✔ 流速:0.6mL/min

✔ 柱温:45°C


转载自瑞士万通微服务

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