残留物与PCBA得可靠性.docx

残留物与PCBA的可靠性残留物与残留物与PCBAPCBA的可靠性的可靠性在电子制造组装时在电子制造组装时PCBAPCBA上会出上会出现一些残留物，而在残留物中，现一些残留物，而在残留物中，无机残留物会减小绝缘电阻，无机残留物会减小绝缘电阻，增加焊点或导线间的漏电流，增加焊点或导线间的漏电流，在潮湿空气条件下会使金属表在潮湿空气条件下会使金属表面腐蚀面腐蚀有机残留物（如松香、油脂等）有机残留物（如松香、油脂等）会形成绝缘膜，这会防碍连接会形成绝缘膜，这会防碍连接器、开关、继电器等的接触表器、开关、继电器等的接触表面之间的电接触，这些影响会面之间的电接触，这些影响会随环境条件的变化及时间延长随环境条件的变化及时间延长 会加剧会加剧，引起接触不良甚至开，引起接触不良甚至开路失效 路失效 因此，为了因此，为了PCBAPCBA的可靠性和质的可靠性和质量，必须严格控制残留物的存量，必须严格控制残留物的存在，必要时必须彻底清除这些在，必要时必须彻底清除这些污染物，首先介绍残留物的来污染物，首先介绍残留物的来源、分析方式源、分析方式，然后详细分析，然后详细分析残留物对残留物对PCBAPCBA可靠性的影响并可靠性的影响并提出残留物的控制措施与方式。

提出残留物的控制措施与方式 PCBAPCBA上残留物主要来源于组装上残留物主要来源于组装工艺过程，特别是焊接工艺过工艺过程，特别是焊接工艺过程，如使用的助焊剂残留物，程， 如使用的助焊剂残留物，焊剂与焊料的反应副产物，胶焊剂与焊料的反应副产物，胶粘剂、润滑油等残留粘剂、润滑油等残留其他一些来源的潜在危害性相其他一些来源的潜在危害性相对较小，比如元器件及对较小，比如元器件及PCBPCB本本身生产运输等带来的污染物、身生产运输等带来的污染物、汗渍等，这些残留物一般可以汗渍等，这些残留物一般可以分为三大类 分为三大类 一类是非极性残留物，主要包一类是非极性残留物，主要包括松香、树脂、胶、润滑油等，括松香、树脂、胶、润滑油等，这些残留物只能用非极性溶剂这些残留物只能用非极性溶剂进行清洗方可较好地除去进行清洗方可较好地除去第二类是极性残留物，也叫离第二类是极性残留物，也 叫离子性残留物，主要包括焊剂中子性残留物，主要包括焊剂中地活性物质，如卤素离子、各地活性物质，如卤素离子、各种反应产生地盐类，这些残留种反应产生地盐类，这些残留物需要较好地除尽，必须使用物需要较好地除尽，必须使用极性溶剂，如水、甲醇等极性溶剂，如水、甲醇等第三类为弱极性地残留物，主第三类为弱极性地残留物，主要包括来自焊剂中的有机酸碱，要包括来自焊剂中的有机酸碱，这些物质的去除要获得良好地这些物质的去除要获得良好地效果，则必须使用复合溶剂效果，则必须使用复合溶剂，下面具体地介绍残留物的基本下面具体地介绍残留物的基本类别 类别 含有松香或改性树脂的焊剂，含有松香或改性树脂的焊剂，主要是有非极性。

的松香树脂及主要是有非极性的松香树脂及少量的卤化物与有机酸，有机少量的卤化物与有机酸，有机溶剂载体组成，有机溶剂在工溶剂载体组成，有机溶剂在工艺过程中会因高温而挥发除去艺过程中会因高温而挥发除去卤化物有机酸等活性物质主要卤化物有机酸等活性物质主要是去除被焊表面的氧化层，改是去除被焊表面的氧化层，改进焊接效果，但是在焊接中，进焊接效果，但是在焊接中，复杂的化学反应过程改变了残复杂的化学反应过程改变了残留物的结构，产物可以是未反留物的结构，产物可以是未反应的松香、聚合松香、分解的应的松香、聚合松香、分解的活性剂以及卤化物等活性剂活性剂以及卤化物等活性剂同锡铅的反应产生金属盐，（无同锡铅的反应产 生金属盐，（无铅的也时有发生，但到目前还铅的也时有发生，但到目前还不清楚是与何种金属生成），不清楚是与何种金属生成），未发生变化的松香及活性剂比未发生变化的松香及活性剂比较易于除去，但具有潜在危害较易于除去，但具有潜在危害的反应物清除比较困难的反应物清除比较困难有机酸焊剂一般是指焊剂中的有机酸焊剂一般是指焊剂中的固体部分是以有机酸为主的焊固体部分是以有机酸为主的焊剂，这类焊剂的残留物主要是剂，这类焊剂的残留物主要是未反应的有机酸，如乙二酸、未反应的有机酸，如乙二酸、丁二酸等以及其金属盐类丁二酸等以及其金属盐类现在市场上绝大多数所谓的无现在市场上绝大多数所谓的无色免清洗助焊剂就是这一类，色免。

清洗助焊剂就是这一类，它主要由多元有机酸组成，也它主要由多元有机酸组成，也包括常温下无卤素离子，而焊包括常温下无卤素离子，而焊接高温时可以产生卤素离子的接高温时可以产生卤素离子的化合物，有时也包括极少量的化合物，有时也包括极少量的极性树脂极性树脂这类残留物中，最难除去的就这类残留物中，最难除去的就是有机酸与焊料形成的盐类，是有机酸与焊料形成的盐类，它们有较强的吸附性能，而溶它们有较强的吸附性能，而溶解性极差，当解性极差，当PCBAPCBA的组装工艺的组装工艺使用水溶性焊剂时，更大量这使用水溶性焊剂时，更大量这类残留物及卤化物盐类会产生，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残留物可以得到很大程度的降低低白色残留物在白色残留物在PCBAPCBA上是常见的上是常见的污染物，一般是在污染物，一般是在PCBAPCBA清洗后清洗后或组装一段时间后才发现 或组装一段时间后才发现 PCBPCB到到PCBAPCBA的制造过程的许多的制造过程的许多方面均可以引起白色残留物方面均可以引起白色残留物而而PCBAPCBA的白色污染物的白色污染物，一般多，一般多为焊剂的副产物，但为焊剂的副产物，但PCBPCB的质量的质量不良，如阻焊漆的吸附性太强，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，常见的白色残留物是聚合松香，未反应的活化剂以及焊剂与焊未反应的活化剂以及焊剂与焊料的反应生成物氯化铅或溴化料的反应生成物氯化铅或溴化物等，这些物质在吸潮后，体物等，这些物质在吸潮后，体积膨胀，部分物质还与水发生积膨胀，部分物质还与水发生水合反应，白色残留日趋明显，水合反应，白色残留日趋明显，这些残留物吸附在这些残留物吸附在PCBPCB上除去异上除去异常困难常困难天然松香在焊接工艺中易产生天然松香在焊接工艺中易产生大量的聚合反应，若过热或高大量的聚合反应，若过热或高温时间长，出问题更严重，从温时间长，出问题更严重，从焊接工艺前后的焊接工艺前后的PCBPCB表面的松香表面的 松香及残留物的红外光谱分析结果及残留物的红外光谱分析结果证实这一过程证实这一过程PCBAPCBA的组装工艺中，常会使用的组装工艺中，常会使用到一些黄胶与红胶之类，这些到一些黄胶与红胶之类，这些胶用于固定元器件，但由于工胶用于固定元器件，但由于工艺检测的原因，经常粘污了电艺检测的原因，经常粘污了电连接部位，此外焊盘保护胶带连接部位，此外焊盘保护胶带撕离后的残留物会严重影响电撕离后的残留物会严重影响电连接性能连接性能另外，部分元件，如小型电位另外，部分元件，如小型电位器常涂有过多的润滑油，也会器常涂有过多的润滑油，也会污染污染PCBAPCBA板面，这类污染的残板面，这类污染的残留，常常是绝缘的。

，主要影响留，常常是绝缘的，主要影响电连接性能，一般不会造成腐电连接性能，一般不会造成腐蚀，漏电等失效问题 蚀，漏电等失效问题 过多的残留物除了影响过多的残留物除了影响PCBAPCBA的的外观外，更重要的是造成功能外观外，更重要的是造成功能失效，因此，残留物对失效，因此，残留物对PCBAPCBA的的可靠性可能造成影响是足够严可靠性可能造成影响是足够严重的，另外，残留物的类型不重的，另外，残留物的类型不同对同对PCBAPCBA的影响程度与方法都的影响程度与方法都不一样不一样树脂性残留物主要会引起接触树脂性残留物主要会引起接触电阻增大，甚至引起开路，而电阻增大，甚至引起开路，而离子性残留物除了 会引起绝缘离子性残留物除了会引起绝缘性能下降外，还会引起性能下降外，还会引起PCBAPCBA的的腐蚀，引起开路或短路，使整腐蚀，引起开路或短路，使整个个PCBAPCBA失效失效经电子探针分析，发现焊点表经电子探针分析，发现焊点表面除了碳氧及焊锡成份外，还面除了碳氧及焊锡成份外，还有检测到超出正常情况含量的有检测到超出正常情况含量的卤素（卤素（CICI），这种卤素离子的），这种卤素离子的作用，在空气与水分的帮助下，作用，在空气与水分的帮助下，对焊点形成循环腐蚀对焊点形成循环腐蚀最终在焊点表面及周边形成白最终在焊点表面及周边形成白色多孔的碳酸物（无铅到目前色多孔的碳酸物（无铅到目前还不了解其与。

何种金属生成碳还不了解其与何种金属生成碳酸物） 残留离子还可以在酸物） 残留离子还可以在PCBPCB的阻焊漆产生微裂纹时腐蚀的阻焊漆产生微裂纹时腐蚀PCBPCB上的导线上的导线在在PCBAPCBA组装成整机，使用一定时间组装成整机，使用一定时间后，特别是在南方的湿热环境下，后，特别是在南方的湿热环境下，如果在如果在PCBAPCBA表面有离子存在，极易表面有离子存在，极易发生电迁移现象，即在发生电迁移现象，即在PCBAPCBA工作时工作时焊点（盘）间有电场，有水分，离焊点（盘）间有电场，有水分，离子就会形成定向迁移，最后形成电子就会形成定向迁移，最后形成电流通道，造成绝缘性下降流通道，造成绝缘 性下降最常见的例子就是不少显示器最常见的例子就是不少显示器或电视机在开机时图象模糊或或电视机在开机时图象模糊或延迟，如果延迟，如果PCBAPCBA上使用了含银上使用了含银的焊料，在银腐蚀成银离子后，的焊料，在银腐蚀成银离子后，电迁移更易发生，电迁移失效电迁移更易发生，电迁移失效的的PCBAPCBA在进行必要的清洁后功在进行必要的清洁后功能经常恢复正常能经常恢复正常在在PCBAPCBA的组装工艺中，一些树脂比如的组装工艺中，一些树脂比如松香类残留物经常会污染金手指或其松香类残留物经常会污染金手指或其它接插件，在它接插件，在PCBAPCBA工作发热时或炎热工作发热时或炎热气候下，残留物会产生粘。

性，易于吸气候下，残留物会产生粘性，易于吸附灰尘或杂质，引起接触电阻增大甚附灰尘或杂质，引起接触电阻增大甚至开始失效，这就是不少通讯设备至开始失效，这就是不少通讯设备（如交换机）和高电压房设备需要定（如交换机）和高电压房设备需要定期清洁保养的缘故 期清洁保养的缘故 通过对通过对PCBAPCBA的残留物来源以及的残留物来源以及残留物可能对残留物可能对PCBAPCBA产生的可靠产生的可靠性问题的分析，回顾出控制性问题的分析，回顾出控制PCBPCB残留物的提高其清洁度的基本残留物的提高其清洁度的基本方式 方式 来料来料PCBPCB与元器件应保证表面无与元器件应保证表面无明显污染物，元器件表面的污明显 污染物，元器件表面的污染物也会因工艺原因带到染物也会因工艺原因带到PCBPCB上，上，一般一般PCBPCB的离子污染应控制在的离子污染应控制在1.56mgNaCI/cm1.56mgNaCI/cm以下，元器件以下，元器件在保持可焊性的同时，要保证在保持可焊性的同时，要保证同样的清洁度要求 同样的清洁度要求 组装好的组装好的PCBAPCBA随意堆放，车间环随意堆放，车间环境差，抽风设备运转不正常，人员境差，抽风设备运转不正常，人员赤手空拳行事，及易引起赤手空拳行事，及易引起PCBAPCBA板面板面的污染，汗渍。