真正重要的清潔度指標：為什麼您的ROSE測試是在騙您

這是一個我們聽過無數次的故事。一個產品在組裝線上通過所有電氣測試與質量檢查，帶著健康狀況的清潔證明出貨。然後，數月後，現場故障報告開始流入。元件下的腐蝕。不明原因的電流洩漏。樹枝狀晶體生長短路相鄰的引腳。

組裝看起來乾淨。你的合約製造商向你展示通過的ROSE測試報告。然而，故障是真實的，且代價不菲。問題不在你的設計或元件，而在於測試。你被一個漂亮的數字所誤導，它掩蓋了一個腐蝕性定時炸彈。

機器中的鬼魂：當“清潔”電路板在現場失效時

組裝後測試與長期可靠性之間的差異，是電子製造中最令人沮喪的挑戰之一。罪魁禍首幾乎總是錫焊剩下的離子污染物。這些殘留物，肉眼不可見，在乾燥、受控的環境中是無害的。但一旦產品進入現場，暴露在環境濕度與溫度循環中，它們便變得活躍。

這種活化在電路板表面形成電解質，促使一種稱為電化學遷移的過程。金屬離子在電路板上移動，形成細膩的晶體結構，稱為樹枝狀晶體。這些晶體在不同電位點之間生長，直到形成短路。結果是在所有傳統標準下看似“乾淨”的電路板上，產生了災難性且難以診斷的失效。

這不是罕見的事件。它是依賴過時且不充分的清潔度衡量指標的可預見結果。

為何 ROSE 測試是一場災難的祕方

數十年來，離子清潔度的標準一直是溶劑萃取電阻率（ROSE）測試。它快速、便宜，並且是大多數製造商已準備好進行的測試。在Bester PCBA，我們相信這也具有危險的誤導性，是場內可靠性問題的主要原因之一。

這個測試有兩個根本性、致命的缺陷。

平均值的缺陷：如何用好數字掩蓋壞地方

ROSE測試的原理是將整個電路板組件浸入溶劑溶液中，並測量溶劑電阻率的整體變化。這會給你一個代表的單一數值 總平均值 整體板的離子污染。

這個方法存在著嚴重的缺陷。失效並非由於一層均勻、低濃度的污染物造成，而是由於局部高濃度的殘留熱點所引起。ROSE測試的平均效果意味著單個元件下的小而危險的腐蝕點會被大量乾淨的焊料掩蓋，就像用取一個水樣測試游泳池是否有毒——你幾乎一定會錯過那致命的水滴。

通過 ROSE 分數並不代表你的板子已經乾淨。它只是代表已經達到 平均而言.

盲點：ROSE 無法看到 BGAs 和密集元件下的區域

第二個缺陷是物理上的。現代電路板密集，像球柵陣列（BGA）、邊界格柵陣列（LGA）和四角無引腳（QFN）等元件具有極低的挺高，間隙用 mil 計量。ROSE 測試用的溶劑根本無法流入這些狹窄的空間，溶解藏在下面的殘留物。

這正是最大危險所在。在回流過程中，助焊劑殘留物被困在元件本體下方，正對數百個緊密排列、攜電垫的旁邊。測試用的溶劑漂過表面，無法滲透這些關鍵區域，導致報告顯示為乾淨。同時，最具腐蝕性的污染物被留在最能造成損害的地方。ROSE 測試不僅只是平均掩蓋問題，它完全對問題免疫。

破解「無清洗」迷思：你最大的腐蝕殘留物來源

這種依賴不充分的測試被一個普遍存在的產業迷思所支撐：所謂的「無清洗」助焊劑。許多工程師相信使用無清洗助焊劑就不需要擔心殘留物的清理或測試。對「無清洗」實際涵義的誤解，直接導致可靠性問題。

「無清洗」的真正含義（以及它不代表的東西）

「無清洗」並不意味着助焊劑會奇蹟般蒸發並完全不留殘留物。它意味著回流後殘留物是 設計成 使其化學惰性，但只有在板子經過完美的熱輪廓時才如此。助焊劑中的活化劑旨在在回流期間完全用盡並被封裝。

在大量生產的現實中，完美的熱輪廓非常少見。烤箱有熱點和冷點，電路板密度和元件質量會形成熱影子。因此，助焊劑通常只有部分激活，留下未充分反應的殘留反應性物質。

熱和濕度如何激活“良性”通量

這些剩餘的無清洗殘留物通常具有吸濕性，意味著它們很容易吸收空氣中的水分。一旦吸收水分，“良性”殘留物就會變成有活性的酸性電解質。原本設計用來清除焊接過程中氧化物的化學品，現在卻自由地開始腐蝕元件引線並促進枝晶生長。

相信“無清洗”就可以免於驗證清潔度，這是一場每次都能達到完美流程的賭博。在Bester PCBA，我們不以完美下注。我們用數據來驗證。

更適合的工具：利用離子色譜技術看見看不見的

如果ROSE測試是一種鈍器，離子色譜（IC）則是一把外科手術用的工具。它超越了簡單的通過/不通過平均值，提供了電路板表面細緻的化學分析。這是唯一能提供具體、可行數據，預測和預防離子相關現場失效的方法。

從單一數字到化學指紋

不同於ROSE測試，IC分析不會只給出一個數字。它會產生色譜圖，報告中會識別出電路板上的特定離子及其精確濃度。這就像醫生告訴你“你發燒了”，和告訴你“你患有特定細菌感染，這是治療的抗生素”之間的差別。

利用IC，你可以看到你的裝配流程的化學指紋，區分不同類型的污染物，並追溯其來源。

IC告訴你的，ROSE不能做到的是什麼

IC 的力量在於它的特異性。它能回答 ROSE 無法解答的關鍵問題。污染物是否由助焊劑殘留的弱有機酸組成？這表明焊接溫度曲線不完整或清潔過程無效。是否有高水平的氯化物和鈉？這可能是處理不當、手套污染，甚至是電路板制造本身的問題。

這種細節程度將清潔測試從一個簡單的質量門檻轉變為強大的流程控制工具。你不再只是勾選一個方框；而是在積極診斷和改善產品的長期可靠性。

建立有效的預測清潔程式

採用離子色譜是第一步。正確使用它，才是真正區分世界級製造流程與其他流程的關鍵。一個真正預測性的程式並非隨意測試；而是一個基於風險的有針對性策略。在Bester PCBA，我們的做法建立在三個核心原則上。

1. 按電路板區域定位測試

停止測試整個電路板，因為風險並非均勻分佈。IC測試應使用局部提取方法，從風險最高的區域抽取樣本：直接在密集的BGA下方，敏感類比電路的緊湊角落，與低振 standoff QFN周圍。通過針對問題點，可以獲得反映最壞情況的數據，而非最好的平均值。

2. 將污染物與你的通量家族相關聯

與你的裝配合作夥伴合作，表徵你特定的無清洗通量。每個通量家族都會留下不同的離子簽名。通過進行基線IC測試，你可以建立出你的流程中“正常”殘留物的輪廓。這樣你就能設定智能限制。不要只是制定一個通用的“零容忍”政策，而是為預期的弱有機酸設定具體閾值，同時對氯化物等有害且不可預期的離子保持近零容忍。

3. 按流程風險而非僅按區域標準化

最後且最關鍵的一步是不要以簡單的微克每平方英寸來思考污染。沒有上下文，這個指標幾乎毫無意義。高電壓、細間距的類比元件對離子殘留的容忍度遠低於低速數位邏輯區域。

一個強健的清潔標準並沒有一個通用的極限。它有多個限制，根據每個電路區域的風險狀況進行標準化。圍繞 400V 電源的區域需要比 3.3V 拉升電阻區域更高的清潔程度。將清潔需求與電氣風險掛鉤，可以制定出直接防止現場故障的標準。

付諸實行：克服現實中的障礙

轉向現代清潔策略不僅僅是改變測試方法；它需要一個思維轉變和務實的方法。

解決成本問題：IC作為投資

對IC的第一個異議總是成本。是的，單一IC測試比單一ROSE測試更昂貴，但這種觀點很短視。未充分測試的真正成本體現在RMAs、保修索賠、產品召回以及對品牌聲譽的損害上。

將產品開發過程中一個全面IC驗證方案的成本——也許幾千美元——與一次現場故障分析的成本相比，甚至比不上大規模召回。離子色譜法不是花費，它是你長期產品成功中最高回報的投資之一。

如何將您的合約製造商推向超越ROSE

許多合約製造商對他們的傳統 ROSE 測試設備感到十分滿意。推動更嚴格的測試方法需要一個協作且以數據為導向的方法。從小做起。在量產過程中，避免對每個板子都要求使用 IC，而是在新產品導入階段（NPI）期間以樣本為基準來指定。

向你的CM提供一個清晰的高風險板區圖。與他們分享這篇文章。將這次對話定義為共同承諾打造更可靠產品的一部分，而非缺乏信任。最好的製造合作夥伴會樂於改善他們的流程並展示他們的能力。如果他們抗拒，可能是他們對“品質”的定義與你不一致的信號。