Caracterização da contaminação de PCB's

Abstract

A miniaturização na indústria eletrónica levou à necessidade de estudo da contaminação permitida nas placas de circuito impresso devido à importância do ambiente formado entre condutores de cargas opostas. As contaminações presentes podem originar um eletrólito, promovendo a migração eletroquímica e a consequente formação de dendrites. Neste trabalho procurou-se estudar o nível de contaminação presente em placas de circuito impresso em diferentes etapas do processo de produção através das técnicas de ROSE, Cromatografia Iónica e Zestron. As placas em estudo foram caracterizadas a partir de uma extração de 75/25% (% vol) de álcool isopropílico e água desionizada a uma temperatura de 25ºC e 80ºC considerando os métodos ROSE e Cromatografia Iónica, respetivamente. Os valores de contaminação resultantes do método de análise ROSE foram mais elevados para os PCBA’s e inferiores para os PCB’s, assumindo valores de 0,37 μg NaCl/cm2 e 0,22 μg NaCl/cm2. Os resultados demonstraram que todos os grupos de amostras se encontram abaixo do limite máximo de contaminação (1,56 μg NaCl/cm2). Na Cromatografia Iónica, a contaminação assumiu valores contraditórios, no qual as amostras mais contaminadas foram os PCB’s. A diminuição dos níveis de contaminação ao longo das etapas de produção, pode resultar da decomposição ou volatilização dos compostos provenientes da produção dos PCB’s, comprovado pelas análises de PCB’s com exposição a temperaturas elevadas (perfil térmico de reflow) onde foram encontrados valores inferiores de contaminação. A correlação dos resultados obtidos por ROSE e Cromatografia Iónica não é viável, uma vez que a unidade de medida é diferente entre testes. No teste ROSE, a contaminação é apresentada em relação ao cloreto de sódio enquanto na Cromatografia Iónica a contaminação é referente a cada ião encontrado nas análises. A comparação dos resultados obtidos para cada ião por Cromatografia Iónica com os limites estipulados pela IPC, demonstrou que as concentrações de iões são inferiores salvaguardando algumas exceções. As concentrações de fluoreto e de nitrato para os PCBA’s foram superiores ao limite de 0,47μg/cm2, assumindo valores de 0,562 μg/cm2 e 0,531 μg/cm2 respetivamente.

The miniaturization in the electronics industry requires the study of contamination level allowed in the printed circuit boards due to the importance of the environment formed between oppositely charged conductors. These contaminations can originate an electrolyte, promoting the electrochemical migration and subsequent formation of dendrites. This work aims to study the contamination level in printed circuit boards at different stages of the production process through the techniques ROSE, Ion Chromatography and Zestron Flux Test. The boards were characterized from an extraction of 75/25% (vol%) of isopropyl alcohol and deionized water at a temperature of 25ºC and 80ºC considering the methods ROSE and Ion Chromatography, respectively. The contamination levels resulting from the ROSE analysis method were lower for PCB's and higher for PCBA's, taking values of 0,22 μg NaCl/cm2 to 0,37 μg NaCl/cm2. These results showed that all samples are below the maximum limit of contamination (1,56 μg NaCl/cm2). Results obtained on Ion Chromatography are contradictory compared with ROSE results, in which the more contaminated samples were PCBs. The decrease in contamination levels along the production stages can result from decomposition or volatilization of the compounds from the production of PCBs, evidenced by PCBs analysis with exposure to high temperatures (reflow profile) where lower contamination values were found. The correlation of results obtained by ROSE and Ion Chromatography is not viable, since the unit of measurement is different between tests. In ROSE test, the contamination is shown in relation to sodium chloride while in Ion Chromatography analysis the contamination is found for each ion. Comparison of the results obtained for each ion by Ion Chromatography with the IPC limits, prove that ion concentrations are lower safeguarding some exceptions. The fluoride concentrations and nitrate for PCBA’s were higher than the limit of 0,47 μg/cm2, assuming concentrations of 0,562 μg/cm2 and 0,531 μg/cm2, respectively.