湿度指示卡对PCB的腐蚀影响及正确使用放置方法
湿度指示卡又称为“湿度卡”,作为指示PCB在包装后吸潮的一种显示计材料,在电子行业有着广泛的应用。传统的含钴的湿度卡中含有COCl2,COCl2是REACH发布的第一批高关注物质之一;为了应对欧盟REACH法规,各商家都在研制无钴湿度卡,这样又带来了新的问题,无轱湿度卡中颜色变化的化学物质,会对PCB表面产生腐蚀或污染,进而影响PCB的外观和可焊性,对PCB造成致命的伤害。重点阐述并试验了湿度卡吸潮后对PCB各种表面工艺焊接的影响,收集了由于湿度卡问题造成的PCB污染的各种缺陷,同时提出了对此种问题实施的对策,杜绝此现象对PCB焊接不良的影响,保证产品性能。
随着RoHS和REACH(欧盟关于化学品注册、评估、授权与限制法规)的深入执行,各出口欧盟的企业对于自身的产品和包装材料都进行了积极的评审,并采取积极的应对措施。包装材料中的湿度指示卡中含有第一批SVHC清单中的二氯化钴(COCl2),因此我们寻找了无钴湿度卡并实现了替换,但是新的问题又出现了,新的含钴的湿度卡中含有的CuCl2或者CuSO4等作为湿度指示的化学物质,在吸潮后对PCB表面会形成严重的腐蚀作用,导致了PCB的可焊性失效,对PCB造成致命的伤害。为了解决此问题,我们根据客户反馈的各种实验现象,进行了大量的模拟试验,确认了湿度卡是主要影响点,同时提出了包装改进的对策,防止污染PCB表观和性能的现象再次发生。
一、湿度卡的工作原理
(1)含钴湿度卡的工作原理:
含钴湿度指示卡主要是通过氯化钴产生变色,指示卡在干燥时显示为蓝色,当吸湿受潮后湿度卡就会显示为粉色。
(2)无钴湿度卡的工作原理:
无钴湿度指示卡是通过氯化铜或硫酸铜和其他有机物产生变色。指示卡在干燥时显示为黄绿色或棕褐色,当吸湿受潮后湿度卡就会显示为浅蓝色。
(3)二种湿度卡的外观图片如下:
二、湿度卡对PCB所产生的影响
(1)使用无钴的湿度卡进行试验:使用四块湿度卡,两块吸潮处理,两块没有经过吸潮处理,将四块湿度卡同时包装在一块板子的四个位置,板子放置两天;
(2)使用含钴的湿度卡进行试验:使用二块湿度卡,一块吸潮处理,一块没有经过吸潮处理,将二块湿度卡同时包装在一块板子的二个位置,板子放置两天;
(3)对湿度卡进行吸潮处理后,同样的条件下对热风整平的产品进行相同的测试;
(4)对湿度卡进行吸潮处理后,同样的条件下对OSP产品进行相同的测试。
对于上述试验,湿度卡的初始状态图片如下:
对试验(1)(2)的试验,试验结果如下:
两块未吸潮处理的湿度卡位置,板面的金盘无任何变化;两块进行吸潮处理的湿度卡位置,板面的金盘出现了被污染腐蚀的现象,与客户反馈一致的现象,如下图所示:
实验(3) 对于热风整平的产品,实验结果如下:
实验(4) 对于OSP表面工艺的产品,实验结果如下:
上述各试验总结:
(1)无钴的湿度卡在受潮后对沉镍金表面具有腐蚀作用,严重时导致PCB可焊性失效;含钴的湿度卡在受潮后会对沉镍金表面有轻微的腐蚀,但基本不会影响产品的可焊性;而对锡表面不会产生腐蚀作用。
(2)无钴湿度卡受潮后对锡表面有较严重的腐蚀作用,严重时导致PCB可焊性失效;有钴湿度卡对锡表面基本无腐蚀作用。
(3)无钴湿度卡对OSP表面有轻微的腐蚀作用,但对可焊性无影响;有钴湿度卡对OSP表面基本无腐蚀作用。
三、湿度卡放置方法
(1)对于所有需要放置湿度指示卡的产品,单包厚度接近湿度卡宽度的,湿度卡必须放在侧面对产品进行包装,示例:
(2)如无法放置在侧面(如零头包,小板包),则放置在正面。湿度卡与板子之间需要用无硫纸隔开。另外,春旺生产的湿度指示卡纸张载体本身为无硫纸,更大的提升了安全性。
包装原则:最需要注意的地方就是,湿度卡不可以和板子表面的金属接触(即锡铅、金、银、铜),可以和阻焊部分接触。
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