在电子制造中，表面绝缘电阻（SIR）是衡量 PCB 及组件长期可靠性的关键指标。残留离子、潮湿环境与偏压的共同作用，可能引发绝缘电阻下降甚至短路，而 SIR 测试正是提前识别这类风险的核心手段。本文将从概念、原理到实际案例，全面解析 SIR 测试的价值与应用。
什么是 SIR 测试？
核心概念
SIR 测试（Surface Insulation Resistance Test）即表面绝缘电阻测试，主要用于两大场景：
- 评估 PCB、组件表面的清洁度，检测制造过程中残留的助焊剂、锡膏等对绝缘性能的影响。
- 验证助焊剂、锡膏、阻焊膜等物料在高温高湿环境下的耐 SIR 能力与等级。
测试原理
在高温高湿 + 偏压的加速环境中，样品表面的残留离子与水分结合形成电解液。在电势差驱动下，阳离子向阴极迁移并沉积，形成导电枝晶（如银迁移），最终导致绝缘电阻下降甚至短路。SIR 测试正是通过模拟这一过程，提前暴露产品的可靠性隐患。
SIR 测试的目的与仪器
两大核心目的
- 工艺认证：验证生产工艺是否能满足产品对表面绝缘电阻的要求，排查制程残留风险。
- 材料认证：评估基材、油墨、锡膏、助焊剂等物料在高湿偏压下的耐 SIR 能力，筛选合格原材料。
关键试验仪器
- 绝缘电阻测试系统：用于精准测量样品表面的绝缘电阻值变化。
- 温湿度箱：提供稳定的高温高湿测试环境，模拟产品的服役条件。
参考标准与测试要求
主要参考标准
- IPC-TM-650 2.6.3.7：表面绝缘电阻测试方法
- IPC-TM-650 2.6.3.3：助焊剂的表面绝缘电阻测试
- IPC J-STD-004C：助焊剂性能要求
样品与条件要求
表 1：样品要求
| 样品类型 | 测试样品 | 线宽 / 线距（mm） | 测试数量（PCS） | 是否清洗 |
|---|---|---|---|---|
| 锡膏认证（清洗） | IPC-B-24 客供样品 | 0.4/0.5（标准） 0.4/0.5、0.318/0.318（常用） | 3+2（对照样） | 是 |
| 锡膏认证（免清洗） | IPC-B-24 客供样品 | 同上 | 3+2（对照样） | 否 |
| 助焊剂认证（清洗） | IPC-B-24 客供样品 | 同上 | 6+2（对照样） | 是 |
| 助焊剂认证（免清洗） | IPC-B-24 客供样品 | 同上 | 3+2（对照样） | 否 |
| 工艺认证（线路板） | IPC-B-24/53/52 客供样品 | 0.4/0.5、0.2/0.125 等多种规格 | 客户要求 | 否 |
表 2：测试条件及要求
| 样品类型 | 温度（℃） | 湿度（% RH） | 时间（h） | 测试电压 | 电阻记录时间 |
|---|---|---|---|---|---|
| 锡膏、助焊剂认证 | 40±1 | 90±3 | ≥72（标准） 168（常用） | 25VDC/mm（标准） 12.5VDC、50VDC、100VDC（常用） | 20min |
| 工艺认证（线路板） | 同上 | 同上 | 168、504（常用） | 同上 | 同上 |
判定标准
- 锡膏、助焊剂认证：24h 后绝缘电阻＞100MΩ；枝晶长度＜导体间距的 20%；无明显导体腐蚀。
- 工艺认证（线路板）：测试全程绝缘电阻＞500MΩ。
典型测试案例
案例 1：某款锡膏 SIR 认证测试
- 测试条件：40℃/90%RH/168h，100VDC
- 测试结果：
- 部分位置 24h 后绝缘电阻＜100MΩ，不满足要求。
- 部分测试位置出现枝晶生长，长度超过导体间距的 20%。
- 结论：该锡膏的耐 SIR 能力不足，存在引发短路的风险。
案例 2：某 PCB 板工艺认证测试
- 测试条件：40℃/90%RH/168h，50VDC
- 测试结果：部分样品的部分测试位置绝缘电阻＜500MΩ，不满足工艺要求。
- 结论：PCB 制造工艺存在残留风险，需优化清洁流程。
总结
SIR 测试是电子制造中不可或缺的可靠性验证手段，它通过模拟严苛的服役环境，提前暴露材料与工艺中的隐性缺陷。无论是物料选型还是制程管控，SIR 测试都能为企业提供精准的数据支撑，帮助从源头提升产品可靠性，降低售后风险。
