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残留物对PCBA可靠性是否有影响?

作者:欧朗电子   发布日期:2022-01-26 10:05:42   阅读量:

电子信息业的发展趋势对PCBA的组装工艺的要求越来越高,而电子整机产品的可靠性和质量主要决定于PCBA的可靠性和质量水平,在工艺实践以及PCBA的失效分析中,发现PCBA上的残留物对PCBA的可靠性水平影响极大,下面为大家盘点下PCBA上残留物的类型及来源。

PCBA表面的残留物主要来自组装过程,尤其是焊接过程。如助焊剂残留物、焊剂与焊料的反应副产物、粘合剂、润滑油等残留物。其他来源的潜在危害相对较小,如元器件和PCB本身的生产和运输带来的污染和汗渍等。这些残留物一般可以分为三类。一类是非极性残留物,主要包括松香、树脂、胶水、润滑油等。这些残留物只能用非极性溶剂清洗,才能更好地去除。第二类是极性残留物,也称为离子残留物,主要包括焊剂中的地方活性物质,如卤素离子和各种反应产生的盐类。这些残留物需要更好地去除,必须使用极性溶剂,如水、甲醇等。还有一种残留物是弱极性残留物,主要包括焊剂中的有机酸碱。为了取得良好的效果,必须使用复合溶剂。以下是残留物的基本类别。

1.松香焊剂的残留物

含有松香或改性树脂的焊剂,主要是由非极性的松香树脂及少量的卤化物与有机酸,有机溶剂载体组成,有机溶剂在工艺过程中会因高温而挥发除去。卤化物有机酸(如己二酸)等活性物质主要是去除被焊表面的氧化层,提高焊接效果,但是在焊接中,复杂的化学反应过程改变了残留物的结构。产物可以是未反应的松香、聚合松香、分解的活性剂以及卤化物等活性剂,同锡铅的反应产生的金属盐,未发生变化的松香及活性剂比较易于除去,但具有潜在危害的反应物清除比较困难。

2.有机酸焊剂残留物

有机酸焊剂(OR)一般指焊剂中的固体部分是以有机酸为主的焊剂,这种焊剂的残留物,主要是未反应的有机酸,如乙二酸、丁二酸等及其金属盐。现在市面上绝大多数所谓无色免清洗助焊剂就是这一类,它主要由多元有机酸组成,也包括常温下无卤素离子,而焊接高温时可以产生卤离子的化合物,有时也包括极少量的极性树脂,这类残留物中,最难除去的就是有机酸与焊料形成的盐类,它们的有较强的吸附性能,而溶解性极差。当PCBA的组装工艺使用水溶性焊剂时,更大量这类残留物及卤化物盐类会产生,但由于及时的水性清洗,这类残留物可以得到很大程度的降低。

3.白色残留物

白色残留物是PCBA上常见的污染物,通常在PCBA清洗或组装一段时间后才发现。从PCB到PCBA制装过程的许多方面都会造成白色残留物。

而PCBA的自色污染物,一般多为焊剂的副产物,但PCB的质量不良,如阻焊漆的吸附性太强,会增加白色残留物产生的机会。常见的白色残留物是聚合松香、无反应的活化剂、焊剂和焊料的氯化铅或溴化物。这些物质吸湿后造成体积膨胀,部分物质也会与水发生水合反应,导致白色残留物越来越明显。这些残留物吸附在PCB上除去异常困难。天然松香在焊接工艺中易产生大量的聚合反应。如果过热或高温时间长,问题会更严重,这一过程将从焊接工艺前后PCB表面的松香和残留物的红外光谱分析中会得到证实。

4.胶粘剂及油污染

PCBA的组装工艺中,常会使用到一些黄胶,以及红胶,这些胶用于固定元器件。但由于工艺检测的原因,电连接部位经常被污染,此外焊盘保护胶带后撕离的残留物会严重影响电连接性能。另外,部分元件,如小型电位器常涂有过多的润滑油,也会污染PCBA板面,这类污染的残留,经常是绝缘的,主要影响电连接性能,一般不会造成腐蚀,漏电等失效问题。

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