定量测量电子电路部件清洁度的方法和设备技术

确定电子电路部件上特定区域清洁度（根据腐蚀性）的一种方法和设备，其方法包括：（１）将提取室放在要测量的电子电路部件区域上；（２）将提取液加入提取室中；（３）利用提取液接触要测量的区域足以从该区域中提取残余物的一段时间；（４）将提取液传送给包括两个或多个电极的测试室；（５）给电极加上电压；和（６）测量加上电压与电极间短路之间的时间；其设备包括提取室（装有提取液）、测试室（装有电极和电压源）以及定时器。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于测量电子电路部件清洁度的方法和设备。本领域已众知电子部件的清洁度对于部件的装配性能和可靠度是关键的。不幸地，离子和非离子残余物的腐蚀层在制作与装配加工期间可能产生，并且也可能在野外使用期间由外部源引起。这些残余物经常引起短路或腐蚀故障由于两个电路之间的电迁移或泄漏而出现。由于1987年“净化空气条约”(Clean Air Act)的通过，许多新的和创造性的制作和装配加工已出现并已成功地用于制作硬件。在这些现代方法中，大多已停止使用传统的氯化溶剂清除剂，而现正选用含水、半含水或新的非氯化溶剂清除器。现代的电子装配方法有较大的装配性能问题，尤其是对于上面所述的污染。例如，不使用松香或使用少量(＜5％)松香的新的装配方法没有传统方法所具有的保护绝缘层。因此，新的加工处理具有不是由于装配期间所使用的材料引起的缺点，而是具有由于正常制作与处理残余物引起的故障，或因为清洁只设计用于清除大多数的助溶剂残余物而不是助溶剂下面或组分下面的腐蚀制作残余物层。这些是新的电子装配工厂的关键，因为以前相信溶剂清洁清除所有的制作与装配腐蚀残余物。而不是利用清洁薄的松香层密封残余物。虽然诸如离子色谱分析(IC)和高压液体色谱分析(HPLC)的研究实验室分析工具可用于分隔、识别与量化出现在电子电路部件上的离子与非离子残余物，但这些不是生产装配处理控制工具。当前专利技术创造的处理控制工具研制用于监视松香助溶剂和溶剂清洁残余物，而不能测量电子部件真实的清洁度。相反地，当前处理控制工具仅是处理设备总性能标志(通用手段)。利用这些通用手段，少于30％的残余物在提取期间进入溶剂，并且一般地助溶剂残余层以及制作残余物仍保持在此层下面。现在更具体地描述现有技术方法，大多数现有技术通用手段以房间测试或以微高温度(由于可燃性的限制)使用溶剂(75％异丙烯酒精和25％水)提取5-15分钟，在此之后，测量测试时间内溶剂导电性总的变化。所得到的导电性变化随后与导电性盐标准(例如，约为750ppm的氯化钠)进行比较。在腐蚀与非腐蚀残余物之间没有差别。现有技术方法的另一缺点是这些方法设计为提取整个或半个板(board)面积，并随后归一化数据以提供每单位面积计算(每平方英寸这么多的Nacl等效量)。因此，现有技术方法对于进行诸如(1)波峰焊接(Wave Solder)面积对表面装配面积；(2)波峰焊接之后板的顶部对板的底部；(3)裸入对装配面积；(4)重新工作(rework)面积对非重新工作面积；等等的各种处理步骤效果的(腐蚀残余物)可比性清洁度分析不是有效的。从上面可看出现有技术没有提供出现在电子电路部件特定区域上的离子和/或非离子残余物腐蚀性的简单的定量测量方法。另外，现有技术也没有提供用于IC与HPLC分析的非破坏性的焊点提取器来确定板上特定区域中实际污染水平。本专利技术目的在于满足这些需求。现简单地描述本专利技术的一个方面，提供用于定量测量出在电子电路部件表面上的残余物腐蚀性效果的设备和方法。此设备优选地包括(1)提取室，用于给要测量的电子电路装配(ECA)区域提供提取液；(2)提取液，用于从要测量的ECA区域中提取残余物；(3)测试室；具有两个或多个电极和给电极加电压的电压源；和(4)事件检测器，用于测量加上电压到电极之间短路之间的时间。用于定量测量电子电路部件表面上出现的残余物腐蚀性效果的方法最好包括(1)在要测量的电子电路部件区域上放置和固定提取室；(2)将提取液倒入所述提取室；(3)使要测量的ECA区域接触所述提取液足以从ECA区域中提取残余物的时间；(4)给包括两个或多个电极的测试室加入含有残余物的提取液；(5)给至少一个电极加上电压；和(6)测量加上电压到电极之间短路之间的时间。在测量加上电压与电极之间短路之间的时间(也称为迁移时间或“TM”)之后，通过与测试标准的比较可以确定在所测量区域上腐蚀残余物量的计算。本专利技术的一个目的是提供用于出现在电子电路部件特定区域上离子和/或非离子残余物腐蚀性定量测量的简单的方法和设备。本专利技术相关目的与优点将从下面描述中变得显而易见。附图说明图1表示根据一个优选实施例的本专利技术的设备；图2表示根据第二优选实施例的本专利技术的设备；图3表示根据第三优选实施例的本专利技术的设备，其中提取室和测试室组合为一个提取测试部件。图4表示根据本专利技术一个优选实施例的测试室电极部件；图5是表示裸铜板腐蚀性测试结果的图；图6是表示镀HASL板腐蚀性测试结果图。为了促进本专利技术原理的理解，现将参考优选实施例，并且特定语言将用于这些实施例。然而，应明白不因此打算限制本专利技术的范围，并且对于本专利技术相关
中技术人员来说，所示装置中的这样的选择与进一步的修改以及其中所示的本专利技术原理的如此进一步的应用都是预料之中正常出现的。如上所述，本专利技术提供用于定量测量出现在电子电路部件表面上残余物腐蚀性效果的设备和方法。此设备和测试方法在电子硬件的制作与装配期间用作处理控制方法，以测量从硬件表面上特定区域中清除的残余物腐蚀性(电迁移)效果。一般地，此设备在硬件表面区域(小于1平方英寸)上使用少量的加热提取溶剂，并将此提取溶剂加到牺牲的电极上来测量阳极与阴极之间短路发生时的迁移时间(TM)，所得到的结果与溶剂标准进行比较并与先前的数据进行比较。更具体地，优选设备包括(1)提取室，用于给要测量的电子电路部件(“ECA”)区域加上提取液；(2)提取液，用于从要测量的ECA区域中提取残余物；(3)测试室，具有两个或多个电极和用于给至少一个电极加上电压的装置；和(4)用于测量从加上电压到电极之间短路的时间的装置。一个优选方法包括(1)在要测量的电子电路部件区域上放置提取室；(2)将提取液加入提取室，以便提取液接触要测量的ECA区域；(3)保持提取液与要测量的ECA区域接触足以从ECA区域中提取残余物的时间，并因此生成含有残余物的提取液；(4)将含有残余物的提取液转加到包括两个或多个电极的测试室；(5)给至少一个电极加电压；(6)测量加上电压到电极之间短路之间的时间；和(7)使用迁移时间数作为含有残余物的提取液中腐蚀残余物数量的标志。迁移时间数越快，出现在提取之后溶剂中的腐蚀残余物水平越高。现参照图1更详细描述优选实施例，优选设备包括提取室11，用于给要测量的ECA区域12加上提取液，并用于在进行提取的同时保持提取液与ECA表面接触。提取室11最好包括提取头13，具有用于给提取头内部加上提取液的液体入口/注入点14；以及定位环(retaiher ring)15，保持提取液在定义的区域中并与电子电路部件接触。在一个优选实施例中，溶剂分送系统用于给提取室11加入提取液。此溶剂分送系统最好包括保持提取液的容器18，和用于从容器中传送提取液给提取室的泵19，也可提供加热器(未示出)以便在使用之前加热提取液。如上所述，优选设备也包括测试室21，用于通过测量提取的残余物填满阳极与阴极之间间隔并因此加上电流期间使测试室短路所需的时间来测量ECA区域腐蚀性。测试室21最好包括互连槽和外壳来支撑电极板。电极板由至少一对互相平行隔开特定距离的阳极和阴极组成。电压源25用于给测试室加上电流，并且事件检测器26用于测量穿过电极的电流。液体传送线27给测试室21加上含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于定量测量出现在电子电路部件表面上的残余物的腐蚀性效果的一种方法，此方法包括： ａ．将提取室放置在要测量的电子电路部件（“ＥＣＡ”）区域上； ｂ．将提取液加入所述提取室； ｃ．利用所述提取液接触要测量的ＥＣＡ区域足以从ＥＣＡ区域中提取残余物并生成含有残余物的液体的时间； ｄ．将所述含有残余物的液体加入包括两个或多个电极的测试室，其中含有残余物的液体至少加入到电极之间的空间中； ｅ．给至少一个电极加上电压； ｆ．测量电压加上到电极之间短路之间的时间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TL慕森，DO鲍尔斯，
申请(专利权)人：污染研究实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]