塵土污染對電路板表面濕度的影響

周怡琳韋霞霞

（北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院北京100876）

塵土污染對電路板表面濕度的影響

周怡琳韋霞霞

（北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院北京100876）

以塵土顆粒中具有代表性的可溶性鹽和不可溶顆粒覆蓋標(biāo)準(zhǔn)梳狀電路板進(jìn)行溫濕偏置實(shí)驗(yàn)，通過線間絕緣電阻監(jiān)測，研究可溶性鹽顆粒的成分及溶解度對電路板表面臨界相對濕度的影響以及不可溶顆粒在毛細(xì)管作用下改變電路板表面水分脫附從而影響其表面濕度的機(jī)理，并進(jìn)一步探討了顆粒污染造成電路板表面電化學(xué)遷移的失效機(jī)理。

塵土顆粒電路板鹽的溶解性臨界相對濕度溫濕偏置實(shí)驗(yàn)

3　引言

目前電子產(chǎn)品向著小型化、輕型化、低功耗、多功能及高可靠性方向迅速發(fā)展［1，2］。作為電子產(chǎn)品中的主要部件，印制電路板也向高密度化、精細(xì)線寬與間距的方向發(fā)展，其線間距趨于0.32 mm，甚至更小［3，4］。間距的微細(xì)化影響了電路板線間的絕緣性能［5，6］。塵土污染導(dǎo)致電子設(shè)備發(fā)生故障甚至失效的現(xiàn)象逐漸引起人們的關(guān)注［7］。大量的失效分析數(shù)據(jù)表明塵土對電子、通信設(shè)備的可靠性危害很大［8，9］。圖1中，電源、連接器、電路板等在使用過程中被長期沉積的塵土腐蝕損壞。失效手機(jī)內(nèi)部存在大量的塵土顆粒和纖維，引發(fā)電路板上的鍍金線路腐蝕，進(jìn)入觸點(diǎn)界面的塵土還造成觸點(diǎn)的磨損和微動(dòng)腐蝕［10-12］。高濕環(huán)境下塵土顆粒中的吸水性鹽可形成電解液，或在兩導(dǎo)體之間形成漏電流，造成電路板失效，甚至?xí)苯油{整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性壽命［13-15］。

分析北京室內(nèi)自然沉積塵土，發(fā)現(xiàn)塵土中無機(jī)物約占70%，其余為有機(jī)物和炭黑。無機(jī)物包含石英、長石、云母、方解石等20余種物質(zhì)。在尺寸大于25μm的粗大顆粒中，以石英和長石為主；而小于10μm的細(xì)顆粒中，富集方解石、石膏及云母等粘土礦物［16］。約4%的無機(jī)物為可溶性鹽類，主要的陽離子和陰離子分別為K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-、 F-、有機(jī)物的主要成分是近20種的烷烴（C7～C40+）和兩種鄰苯二羧酸酯［17］。

圖1　塵土污染的電子設(shè)備Fig.1 Electronic equipment contaminated by dust

文獻(xiàn)［18］采用噴灑鹽溶液的形式，對不同吸濕性鹽覆蓋下電路板隨環(huán)境相對濕度的變化情況進(jìn)行溫濕實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，電路板的表面絕緣電阻值隨環(huán)境濕度的增加而降低，且降低速率并不相同，這是由于可溶性鹽吸水性能存在差異導(dǎo)致的。文獻(xiàn)［19］主要研究了室外自然塵土在20～60℃的溫度范圍和50%～95%的濕度范圍內(nèi)對電路板絕緣阻抗的影響機(jī)理，發(fā)現(xiàn)溫濕度越高，阻抗減小得越快，阻值從109Ω降到104Ω。但并未就自然塵土對電路板濕度的影響進(jìn)行相關(guān)研究。

印制電路板向微小化及精細(xì)化的高密度板發(fā)展，導(dǎo)線間距的減小會(huì)降低印制電路板的絕緣可靠性，而沉積在電路板表面的塵土?xí)觿∵@一影響。塵土中的可溶性鹽類吸收水汽形成具有自由離子的水膜，在電場力作用下自由離子定向移動(dòng)形成導(dǎo)電路徑，破壞兩絕緣導(dǎo)體間的絕緣性能。而不可溶物質(zhì)為水分提供存儲(chǔ)空間，延緩水分脫附，影響表面絕緣特性。可溶性鹽和不可溶物質(zhì)在電路板上的沉積都會(huì)影響電路板的表面濕度，而濕度是影響電化學(xué)遷移產(chǎn)生的主要因素之一。電化學(xué)遷移是電場作用下陽極金屬離子化，在表面吸附的水膜中發(fā)生遷移，最后在陰極得電子形成導(dǎo)電的枝杈狀金屬沉積物，破壞線間絕緣性能的過程［20］。目前，人們對塵土顆粒沉積下高密度電路板表面濕度變化的相關(guān)研究并不充分。本文是基于塵土成分分析的基礎(chǔ)上，選擇具有代表性的可溶性鹽和不可溶顆粒覆蓋標(biāo)準(zhǔn)梳狀電路板，進(jìn)行溫濕偏置實(shí)驗(yàn)，通過監(jiān)測線間絕緣電阻，研究了塵土顆粒對電路板表面濕度的影響及其絕緣失效機(jī)理。

3　實(shí)驗(yàn)方法

參考IPC-TM-650 2.6.14.1《電化學(xué)遷移電阻測試標(biāo)準(zhǔn)》［21］設(shè)定電路板溫濕偏置實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用的環(huán)境條件。通過電路板線間絕緣電阻監(jiān)測評估不同顆粒對電路板表面濕度的影響。

1.1實(shí)驗(yàn)樣品

參照IPC-B-25A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)梳狀電路板，平行導(dǎo)線的基底材料為銅，鍍層表面材料為化學(xué)鍍銀層。電路板上梳狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)線寬度和間距相等，均為0.32 mm，如圖2所示。

圖2　標(biāo)準(zhǔn)梳狀電路板樣品Fig.2 Test sample of comb pattern PCB

1.2塵土顆粒成分選擇

塵土中可溶性鹽對高密度印制電路板絕緣電阻影響的顯著性很大程度上取決于可溶性鹽吸收水分的能力。相同質(zhì)量的鹽，溶解度越高，臨界濕度越低，其吸收水分的能力越強(qiáng)。根據(jù)塵土顆粒的離子組成分析，選擇不同溶解度的幾種代表性鹽，其溶解度由大到小的順序排列，即CaCl2，NaCl，Na2SO4，CaSO4。表1列舉了不同溫度下4種可溶性鹽的溶解度。

表3　不同溫度下可溶性鹽的溶解度［22］Tab.1 Solubility of soluble salts under different temperatures［22］

選取含量較多的石英和云母顆粒為代表，研究塵土中不可溶顆粒對電路板表面濕度的影響。在大氣中暴露100 d后，遮擋板的卡式盤上的塵土顆粒分布主要集中在10～30μm［23］，故本文主要針對30μm的顆粒進(jìn)行研究。

為了更加接近自然積塵的真實(shí)情況，采用沉降法［18］進(jìn)行表面積塵，并控制電路板表面沉積相同重量的塵土顆粒。

1.3溫濕偏置實(shí)驗(yàn)設(shè)置

當(dāng)電路板表面覆蓋可溶性鹽時(shí)，會(huì)造成在較低環(huán)境濕度情況下就使電路板表面絕緣電阻降低的現(xiàn)象，而對于在電路板表面覆蓋不可溶顆粒時(shí)，吸附在電路板表面的水分會(huì)在環(huán)境濕度降低時(shí)被延緩脫附。采用溫濕偏置實(shí)驗(yàn)可評估電路板線間由于濕度變化而引起的絕緣電阻降低的程度，實(shí)驗(yàn)中為電路板提供12 V的直流偏置電壓［19］。

圖3a為研究可溶性鹽顆粒影響電路板表面濕度的實(shí)驗(yàn)條件曲線。在恒溫25℃情況下，相對濕度以10%/h的速率從45%增加到85%，最后升高到90%，每一濕度梯度保持3 h。圖3b為研究不可溶顆粒影響的實(shí)驗(yàn)條件曲線。在恒溫85℃時(shí)，93%相對濕度的初始狀態(tài)維持12 h，讓電路板在高溫高濕狀態(tài)下充分吸收水分，而后仍保持恒溫85℃，相對濕度值經(jīng)過1 h降低至85%。此后相對濕度以10%/h的速率遞減至45%，每個(gè)濕度梯度保持3 h。

圖3　溫濕偏置實(shí)驗(yàn)的條件曲線Fig.3 Temperature humidity bias test curves

印制電路板的臨界相對濕度定義為電路板表面首次絕緣失效發(fā)生時(shí)對應(yīng)的環(huán)境相對濕度值。根據(jù)J-STD-004［24］和IPC-9201［25］標(biāo)準(zhǔn)取電阻值第一次下降到108Ω數(shù)量級以下為絕緣失效標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)的濕度為電路板的臨界相對濕度。

1.4實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

采用多路表面絕緣電阻測試系統(tǒng)研究顆粒對電路板表面濕度的影響，圖4為系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)可在線采集表面絕緣電阻數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和進(jìn)行多路切換。測試系統(tǒng)中每一路均連接一個(gè)1 MΩ的保護(hù)電阻，使用皮安計(jì)（Keithley 6487型）進(jìn)行表面絕緣電阻測量，測量周期為40 s。

圖4　多路絕緣電阻測試系統(tǒng)框圖Fig.4 Diagram ofmultiple channels insulation resistance test system

3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論

2.1可溶性鹽覆蓋下電路板表面濕度變化特性

本實(shí)驗(yàn)采用沉降法模擬可溶性鹽顆粒在電路板上的沉積，其中大部分顆粒分布均勻，如圖5a～圖5d所示，但也存在少數(shù)顆粒成團(tuán)聚集分布的現(xiàn)象，如圖5e中CaSO4的分布。

圖5　可溶性鹽顆粒在梳狀電路板上的分布情況Fig.5 Distribution of soluble salt particles on comb PCB

電路板表面絕緣電阻值隨環(huán)境相對濕度的變化情況如圖6所示。電路板表面絕緣電阻值隨相對濕度的升高而降低，不同的可溶性鹽顆粒覆蓋下電路板表面絕緣電阻值降低的趨勢和程度不同。沒有顆粒對照組的絕緣電阻值在45%～85%的相對濕度范圍內(nèi)基本保持在1010Ω及以上，而相對濕度由85%上升至90%的過程中，表面絕緣電阻明顯降低，減小至108Ω，電路板的臨界濕度值大于90%。與無顆粒對照組相比，可溶性鹽顆粒覆蓋下的電路板表面絕緣電阻隨相對濕度的升高而明顯降低。NaCl、Na2SO4、CaSO4覆蓋下電路板的臨界相對濕度值分別為65%、72%、75%。而CaCl2覆蓋下電路板的臨界相對濕度值小于45%，其絕緣電阻值維持在10 kΩ。

圖6　可溶性鹽顆粒覆蓋下梳狀電路板表面絕緣電阻隨相對濕度的變化曲線（恒溫25℃）Fig.6 Insulation resistance curves of comb pattern PCB covered by soluble salt particles（at25℃）

可溶性鹽的溶解度影響著電路板表面的臨界濕度。一定溫度下，環(huán)境相對濕度越大，空氣中水汽含量也相應(yīng)越多。當(dāng)化合物飽和溶液的蒸汽壓低于同溫度下空氣中的水蒸氣的分壓，會(huì)使該化合物不斷吸收水分而潮解。某一溫度下該化合物的溶解度越大，其潮解的能力也越強(qiáng)，其所覆蓋電路板的臨界相對濕度也越小。

在20℃下無水氯化鈣（CaCl2）的相對濕度值為34%，在一般的室內(nèi)環(huán)境下極易發(fā)生潮解。均勻覆蓋在電路板上的CaCl2在室溫環(huán)境中發(fā)生潮解，形成水合物CaCl2·6H2O液滴，液滴與液滴連接后導(dǎo)通兩相鄰導(dǎo)線，發(fā)生絕緣失效。圖6中CaCl2覆蓋的電路板的絕緣值維持在104Ω。NaCl、Na2SO4、CaSO4顆粒主要是吸收空氣中的水分發(fā)生溶解，溶解度越高，吸收水分能力越強(qiáng)。

2.2可溶性鹽覆蓋下電路板絕緣失效的機(jī)理

實(shí)驗(yàn)中可溶性鹽顆粒易吸收水分在電路板表面形成含導(dǎo)電離子的水膜，在電場作用下鹽離子的自由移動(dòng)形成離子性導(dǎo)電，造成絕緣電阻降低。在有偏置電場存在的條件下，同時(shí)會(huì)激發(fā)相鄰線路間的電化學(xué)遷移現(xiàn)象。

溫濕偏置實(shí)驗(yàn)后梳狀電路板的微觀形貌如圖7所示。部分電路板梳狀線路之間形成了黑色的晶枝，證明發(fā)生了電化學(xué)遷移現(xiàn)象。電化學(xué)遷移中陰極和陽極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：

1）在陽極發(fā)生了水的電離和基底材料Cu和表面材料Ag的電解。

2）在陰極上，H+得電子析出H2。Cu2+和Ag+得電子還原為金屬。

圖7　電路板導(dǎo)線間由電化學(xué)遷移生成的晶枝Fig.7 Dendrites generated by electrochemicalmigration between circuits on PCB

后續(xù)的金屬離子在沉積的金屬上得電子還原，逐步累積形成晶枝，直至兩平行導(dǎo)線之間發(fā)生短路，絕緣電阻陡降，此時(shí)細(xì)窄的晶枝通過較大電流，將晶枝擊穿后又恢復(fù)絕緣狀態(tài)，直至下一次電化學(xué)遷移的發(fā)生。正如圖6中對照組電路板的表面絕緣電阻有短時(shí)間突然降低又再恢復(fù)的毛刺現(xiàn)象。

2.3不可溶顆粒覆蓋下電路板表面相對濕度的變化

石英和云母在梳狀電路板上的分布情況如圖8所示。其中，石英顆粒有輕微的聚團(tuán)分布，而片狀的云母顆粒分布均勻。

圖8　不可溶顆粒在電路板上的分布情況Fig.8 Distribution of insoluble particles on comb pattern PCB

不可溶顆粒對電路板表面濕度影響的研究實(shí)驗(yàn)主要包括高溫高濕和高溫降濕兩個(gè)階段，其表面絕緣電阻在高溫降濕條件下的變化趨勢如圖9所示。

圖9　不可溶性鹽顆粒覆蓋下電路板表面絕緣電阻隨相對濕度變化曲線（恒溫85℃）Fig.9 Insulation resistance curves of comb pattern PCB covered by insoluble particles（at85℃）

高溫高濕（85℃，93%）階段，電路板絕緣阻值相對穩(wěn)定，表面絕緣電阻的陡降現(xiàn)象較多。對照組的表面絕緣電阻（108Ω）比石英、云母覆蓋的電路板（106Ω）高兩個(gè)數(shù)量級，且發(fā)生波動(dòng)的頻率較小。高溫降濕的階段，環(huán)境中的水分減少，絕緣電阻升高。因此，取絕緣電阻值的倒數(shù)表征電路板表面含水程度，并以對照組為比較基準(zhǔn)，在恒溫85℃時(shí)，相對溫度93%階段，對照組、石英覆蓋的電路板以及云母覆蓋的電路板三者含水程度之比為1∶45∶2 746，說明存在云母的電路板含水量最多，其次是石英覆蓋下的電路板，對照組樣品含水量最少。而相對濕度降為45%后，三者的含水程度之比為1∶4∶884，說明降濕過程中電路板的水分發(fā)生脫附，使得絕緣電阻值增大，對照組含水量最少即水分脫附明顯，石英和云母覆蓋下的電路板水分脫附慢。片狀云母覆蓋的電路板水分脫附速度比石英的更慢。

不可溶性顆粒覆蓋下電路板對空氣中水分的吸附脫附能力影響了電路板表面濕度。當(dāng)不可溶性顆粒覆蓋在電路板表面時(shí)，顆粒與電路板之間形成細(xì)微縫隙在水分浸潤情況下沿縫隙上升或滲入。當(dāng)濕度降低時(shí)，不可溶性顆粒在毛細(xì)管力的作用下減緩了水分的脫附，延長了水分在板上的滯留時(shí)間，降低了電路板表面絕緣電阻的上升速率。

相同顆粒度和質(zhì)量分布密度的情況下，片狀云母顆粒比重小，總顆粒數(shù)量比石英的多，吸附水分更多，導(dǎo)致電路板絕緣電阻值比石英覆蓋的電路板更低。顆粒吸附水分與顆粒度、顆粒數(shù)量以及顆粒形貌均有關(guān)。

降濕階段，以電路板表面水分脫附為主，電路板表面絕緣電阻增大。根據(jù)前面使用的含水量比值說明石英、云母延緩了電路板水分的脫附，片狀云母顆粒的延緩作用最明顯，其覆蓋下的電路板絕緣電阻并沒有明顯上升。

2.4不可溶性顆粒導(dǎo)致電路板絕緣失效的機(jī)理

電阻曲線中阻值出現(xiàn)間歇性陡降現(xiàn)象的原因是電路板兩導(dǎo)線間發(fā)生了電化學(xué)遷移現(xiàn)象，生成的晶枝導(dǎo)通了相鄰的絕緣導(dǎo)體致使短路，表面絕緣電阻發(fā)生陡降。當(dāng)短路產(chǎn)生的大電流足以將晶枝燒毀時(shí)，兩導(dǎo)線將恢復(fù)絕緣狀態(tài)，絕緣電阻值回升，直到下一次電化學(xué)遷移現(xiàn)象的產(chǎn)生。形成的晶枝如圖10所示。當(dāng)電路板表面顆粒覆蓋引起水分吸附后，一旦在電路板表面形成連續(xù)性水膜，即形成了電化學(xué)遷移的必要濕度條件，顆粒吸附水分的能力取決于顆粒度、顆粒數(shù)量及其分布。能否發(fā)生電化學(xué)遷移還與導(dǎo)線線間距以及電場強(qiáng)度有關(guān)。

圖10　電路板導(dǎo)線間由電化學(xué)遷移生成的晶枝Fig.10 Dendrites generated by electrochemicalmigration between circuits on PCB

3　結(jié)論

使用梳狀電路板，采用不同溶解度的可溶性鹽和不可溶的石英、云母顆粒覆蓋下溫濕偏置實(shí)驗(yàn)的方法來研究塵土顆粒對電路板表面相對濕度值的影響及其發(fā)生絕緣失效的機(jī)理。發(fā)現(xiàn)隨著可溶性鹽溶解度的增大，電路板臨界濕度降低，更易引起電路板表面絕緣電阻下降。離子導(dǎo)電和電化學(xué)遷移的共同作用導(dǎo)致電路板的絕緣失效。不可溶性顆粒（石英、云母）通過毛細(xì)管作用為電路板吸附水分提供存儲(chǔ)空間，并減緩水分的脫附。而等顆粒度等重量的片狀云母顆粒數(shù)量多，高溫階段吸收水分多，而在降濕階段對水分脫附的延緩作用比顆粒狀的石英明顯。同時(shí)，水分脫附的延長給電化學(xué)遷移提供了一定的濕度條件，使電化學(xué)遷移更易發(fā)生。但實(shí)際使用中，塵土顆粒的顆粒度、沉積分布密度等因素并不相同，與環(huán)境溫濕度變化的交互作用更為復(fù)雜，值得進(jìn)行更深入的研究。

［1］Prasad Ray P.Surface Mount Technology，Principles and Practice［M］.New York：Van Nostrand Reinhold，1989：1-12.

［2］田民波.電子封裝工程［M］.1版.北京：清華大學(xué)出版社，2003.

［3］周怡琳，Michael Pecht.浸銀電路板蔓延腐蝕評估方法［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，26（2）：44-49.

Zhou Yilin，Michael Pecht.Assessmentmethodology of creep corrosion on circuit boards immersed with silver［J］.Transactions of China Electrotechnical Society，2011，26（2）：44-49.

［4］Sheng Zhan，Azarian M H，Pecht M.Reliability of printed circuit boards processed using no-clean flux technology in temperature-humidity-bias conditions［J］. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability，2008，8（2）：426-434.

［5］Burnett W H，Sandroff F S，D'Edigo S M.Circuit failure due to fine mode particulate air pollution［C］. The 18th International Symposium for Testing and Failure Analysis，Los Angeles，California，USA，1992：329-333.

［6］賈京，馮士維，鄧兵，等.基于熱阻測量的PCB散熱特性［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，29（9）：239-244.

Jia Jing，F(xiàn)eng Shiwei，Deng Bing，et al.The radiating characteristics of PCB based on the thermal resistance measurement［J］.Transactions of China Electrotechnical Society，2014，29（9）：239-244.

［7］Brox B，Tegehall PE.Reliability of electronics in harsh environments［J］.Soldering&Surface Mount Technology，1995，7（3）：13-16.

［8］周怡琳，王鵬，葛世超，等.長期貯存航天電連接器塵土污染的研究［J］.電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2014，29（7）：269-276.

Zhou Yilin，Wang Peng，Ge Shichao，et al. Investigation on dust contamination of aerospace electrical connectors after long-term storage［J］.Transactions of China Electrotechnical Society，2014，29（7）：269-276.

［9］Liang Y N，Zhang J G，Liu J J.Identification of inorganic compounds in dust collected in Beijing and their effects on electric contacts［C］.Proceedings of the Forty-Third IEEE Holm Conference on Electrical Contacts，Philadelphia，PA，USA，1997：315-327.

［10］周怡琳.手機(jī)中電觸點(diǎn)的失效分析［J］.北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29（1）：69-72.

Zhou Yilin.Analysis of the failure electrical contacts in phone's internal part［J］.Journal of Beijing University of Posts and Telecommunications，2006，29（1）：69-72.

［11］Lv Yang，Xu Liangjun.Stress analysis of dust particle on the electrical contact surface［C］.2011 IEEE 57th Holm Conference on Electrical Contacts（Holm），Minneapolis，MN，2011：290-297.

［12］Lin Xueyan，Zhang Jigao.Dust corrosion［C］. Proceedings of the 50th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts and the 22nd International Conference on Electrical Contacts，Seattle，WA，USA，2004：255-262.

［13］張愷倫，江全元.基于攻擊樹模型的WAMS通信系統(tǒng)脆弱性評估［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41（7）：116-122.

Zhang Kailun，Jiang Quanyuan.Vulnerability assessment on WAMS communication system based on attack tree model［J］.Power System Protection and Control，2013，41（7）：116-122.

［14］王鵬程.刀閘輔助觸點(diǎn)狀態(tài)出錯(cuò)對母差保護(hù)的影響［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（5）：124-126.

Wang Pengcheng.Discussion on the Influences of disconnector auxiliary contact status error on bus differential protection［J］.Power System Protection and Control， 2010，38（5）：124-126.

［15］葉建光.交流接觸器不宜作異步電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)元件［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（19）：141-142.

Ye Jianguang.Using AC connector for motor's phase break protection is improper［J］.Power System Protection and Control，2009，37（19）：14l-142.

［16］Wan JW，Gao J C，Lin X Y，et al.Water-soluble salts in dust and their effects on electric contact surfaces［C］.Proceedings of the International Conference on Electrical Contacts，Electromechanical Components and Their Applications，Nagoya，Japan，1999：37-42.

［17］Zhang JG，Liang Y N，Wan JW，et al.Analysis of organic compounds in airborne dust collected in Beijing［C］.Proceedings of the Forty-Fourth IEEE Holm Conference on Electrical Contacts，Arlington，VA，USA，1998：166-171.

［18］Sandroff F S，BurnettW H.Reliability qualification test for circuit boards exposed to airborne hygroscopic dust［C］.42nd Electronic Components and Technology Conference，San Diego，CA，USA，1992：384-389.

［19］Song B，Azarian M H，Pecht M G.Effect of temperature and relative humidity on the impedance degradation of dust-contaminated electronics［J］.Journal of the Electrochemical Society，2013，160（3）：C97-C105.

［20］Zhou Yilin，Yang Pan，Yuan Chengming，et al. Electrochemicalmigration failure of the copper trace on printed circuit board driven by immersion silver finish［J］.Chemical Engineering Transaction，2013，33：559-564.

［21］IPC-TM-650 2.6.14.1∶2 000，Electrochemicalmigration resistance test［S］.

［22］劉光啟，馬連湘，劉杰.化學(xué)化工物性數(shù)據(jù)手冊（無機(jī)卷）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［23］Watanabe T，Saito K，Seo K.Study of error propagation due to dust for thin-cover coat disk systems［C］.International Symposium on Optical Memory and Optical Data Storage Topical Meeting，Hawaii，USA，2002：126-128.

［24］IPC J-STD-004B-2011，Requirements for Soldering Fluxes［S］.

［25］IPC Publication IPC-9201，Surface Insulation Resistance Handbook［S］.

Effects of Dust Contam ination on Surface Relative Hum idity of Printed Circuit Board

Zhou Yilin Wei Xiaxia
（Automation School Beijing University of Posts and Telecommunications Beijing 100876 China）

In this paper，to study the effect of soluble and insoluble particles of typical dust on the relative humidity on PCB surface，the comb pattern PCB covered by particles is adopted as test samples under temperature humidity bias（THB）conditions.The surface insulation resistance between circuits on PCB is monitored.The effect of compositions and solubility of soluble particles on the critical relative humidity is investigated.The reasons of the insoluble particles，under the action of capillary，changing the desorption of water from PCB surface and keeping high humidity on PCB surface for longer time are researched.The electrochemicalmigration mechanism of PCB caused by dust contamination is also discussed.

Dust particles，printed circuit board，solubility of slats，critical relative humidity，temperature humidity bias experiment

TM207

周怡琳女，1972年生，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娊佑|理論和應(yīng)用。（通信作者）

2015-03-31改稿日期2015-10-10

韋霞霞女，1990年生，碩士研究生，研究方向?yàn)榭煽啃詸z測技術(shù)。