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電子信息業(yè)的發(fā)展趨勢對PCBA的組裝工藝的要求越來越高,而電子整機產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量主要決定于PCBA的可靠性和質(zhì)量水平,在工藝實踐以及PCBA的失效分析中,作者發(fā)現(xiàn)PCBA上的殘留物對PCBA的可靠性水平影響極大,下面為大家盤點下PCBA上殘留物的類型及來源。
PCBA上殘留物主要來源于組裝工藝過程,特別是焊接工藝過程。如使用的助焊劑殘留物,焊劑與焊料的反應(yīng)副產(chǎn)物,膠粘劑,潤滑油等殘留。其他一些來源的潛在危害性相對較小,比如元器件及PCB本身生產(chǎn)運輸?shù)葞淼奈廴疚?、汗?jié)n等。這些殘留物一般可以分為三大類。一類是非極性殘留物,主要包括松香,樹脂,膠,潤滑油等。這些殘留物只能用非極性溶劑進行清洗方可較好地除去。第二類是極性殘留物,也叫離子性殘留物,主要包括焊劑中地活性物質(zhì),如鹵素離子,各種反應(yīng)產(chǎn)生的鹽類,這些殘留物需要較好地除盡,必須使用極性溶劑,如水,甲醇等。還有一類殘留物為弱極性地殘留物,主要包括來自焊劑中的有機酸堿,這些物質(zhì)的去除要獲得良好地效果,則必須使用復(fù)合溶劑。下面具體地介紹殘留物基本類別。
1.松香焊劑的殘留物
含有松香或改性樹脂的焊劑,主要是由非極性的松香樹脂及少量的鹵化物與有機酸,有機溶劑載體組成,有機溶劑在工藝過程中會因高溫而揮發(fā)除去。鹵化物有機酸(如己二酸)等活性物質(zhì)主要是去除被焊表面的氧化層,改進焊接效果,但是在焊接中,復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程改變了殘留物的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)物可以是未反應(yīng)的松香、聚合松香、分解的活性劑以及鹵化物等活性劑,同錫鉛的反應(yīng)產(chǎn)生的金屬鹽,未發(fā)生變化的松香及活性劑比較易于除去,但具有潛在危害的反應(yīng)物清除比較困難。
2.有機酸焊劑殘留物
有機酸焊劑(OR)一般是指焊劑中的固體部分是以有機酸為主的焊劑,這類焊劑的殘留物,主要是未反應(yīng)的有機酸,如乙二酸、丁二酸等以及其金屬鹽類?,F(xiàn)在市面上絕大多數(shù)所謂無色免清洗助焊劑就是這一類,它主要由多元有機酸組成,也包括常溫下無鹵素離子,而焊接高溫時可以產(chǎn)生鹵離子的化合物,有時也包括極少量的極性樹脂,這類殘留物中,最難除去的就是有機酸與焊料形成的鹽類,它們的有較強的吸附性能,而溶解性極差。當(dāng)PCBA的組裝工藝使用水溶性焊劑時,更大量這類殘留物及鹵化物鹽類會產(chǎn)生,但由于及時的水性清洗,這類殘留物可以得到很大程度的降低。
3.白色殘留物
白色殘留物在PCBA上是常見的污染物,一般是在PCBA清洗后或組裝一段時間后才發(fā)現(xiàn)。PCB見PCBA的制裝過程的許多方面均可以引起白色殘留物。
而PCBA的自色污染物,一般多為焊劑的副產(chǎn)物,但PCB的質(zhì)量不良,如阻焊漆的吸附性太強,會增加白色殘留物產(chǎn)生的機會。常見的白色殘留物是聚合松香,未反應(yīng)的活化劑以及焊劑與焊料的反應(yīng)生成物氯化鉛或溴化物等,這些物質(zhì)在吸潮后,體積膨脹,部分物質(zhì)還與水發(fā)生水合反應(yīng),白色殘留日趨明顯。,這些殘留物吸附在PCB上除去異常困難。天然松香在焊接工藝中易產(chǎn)生大量的聚合反應(yīng)。若過熱或高溫時間長,出問題更嚴重,從焊接工藝前后的PCB表面的松香及殘留物的紅外光譜分析結(jié)果證實這一過程。
4.膠粘劑及油污染
PCBA的組裝工藝中,常會使用到一些黃膠,以及紅膠,這些膠用于固定元器件。但由于工藝檢測的原因,常常粘污了電連接部位,此外焊盤保護膠帶后撕離的殘留物會嚴重影響電接性能。另外,部分元件,如小型電位器常涂有過多的潤滑油,也會污染PCBA板面,這類污染的殘留,經(jīng)常是絕緣的,主要影響電連接性能,一般不會造成腐蝕,漏電等失效問題。