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PCBA上殘留物對(duì)PCBA的可靠性是否有影響?

2021-03-19 11:43:48
電子信息業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)PCBA的組裝工藝的要求越來(lái)越高,而電子整機(jī)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(shí)踐以及PCBA的失效分析中,作者發(fā)現(xiàn)PCBA上的殘留物對(duì)PCBA的可靠性水平影響極大,下面為大家盤(pán)點(diǎn)下PCBA上殘留物的類(lèi)型及來(lái)源。
PCBA上殘留物主要來(lái)源于組裝工藝過(guò)程,特別是焊接工藝過(guò)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(rùn)滑油等殘留。其他一些來(lái)源的潛在危害性相對(duì)較小,比如元器件及PCB本身生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)葞?lái)的污染物、汗?jié)n等。這些殘留物一般可以分為三大類(lèi)。一類(lèi)是非極性殘留物,主要包括松香,樹(shù)脂,膠,潤(rùn)滑油等。這些殘留物只能用非極性溶劑進(jìn)行清洗方可較好地除去。第二類(lèi)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(lèi),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(lèi)殘留物為弱極性地殘留物,主要包括來(lái)自焊劑中的有機(jī)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(lèi)別。
1.松香焊劑的殘留物
含有松香或改性樹(shù)脂的焊劑,主要是由非極性的松香樹(shù)脂及少量的鹵化物與有機(jī)酸,有機(jī)溶劑載體組成,有機(jī)溶劑在工藝過(guò)程中會(huì)因高溫而揮發(fā)除去。鹵化物有機(jī)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(jìn)焊接效果,但是在焊接中,復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(jī)酸焊劑殘留物
有機(jī)酸焊劑(OR)一般是指焊劑中的固體部分是以有機(jī)酸為主的焊劑,這類(lèi)焊劑的殘留物,主要是未反應(yīng)的有機(jī)酸,如乙二酸、丁二酸等以及其金屬鹽類(lèi)。現(xiàn)在市面上絕大多數(shù)所謂無(wú)色免清洗助焊劑就是這一類(lèi),它主要由多元有機(jī)酸組成,也包括常溫下無(wú)鹵素離子,而焊接高溫時(shí)可以產(chǎn)生鹵離子的化合物,有時(shí)也包括極少量的極性樹(shù)脂,這類(lèi)殘留物中,最難除去的就是有機(jī)酸與焊料形成的鹽類(lèi),它們的有較強(qiáng)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(shí),更大量這類(lèi)殘留物及鹵化物鹽類(lèi)會(huì)產(chǎn)生,但由于及時(shí)的水性清洗,這類(lèi)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(jiàn)的污染物,一般是在PCBA清洗后或組裝一段時(shí)間后才發(fā)現(xiàn)。PCB見(jiàn)PCBA的制裝過(guò)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(qiáng),會(huì)增加白色殘留物產(chǎn)生的機(jī)會(huì)。常見(jiàn)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(guò)熱或高溫時(shí)間長(zhǎng),出問(wèn)題更嚴(yán)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(shí)這一過(guò)程。
4.膠粘劑及油污染
PCBA的組裝工藝中,常會(huì)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(cè)的原因,常常粘污了電連接部位,此外焊盤(pán)保護(hù)膠帶后撕離的殘留物會(huì)嚴(yán)重影響電接性能。另外,部分元件,如小型電位器常涂有過(guò)多的潤(rùn)滑油,也會(huì)污染PCBA板面,這類(lèi)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(huì)造成腐蝕,漏電等失效問(wèn)題。

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