smt貼片加工廠:白斑產(chǎn)生的原因分析

接下來我們根據(jù)不同PCBA白斑出現(xiàn)的原因針對(duì)性介紹相關(guān)清洗方法。白斑大部分是來自于助焊劑中的松香或水溶性酸發(fā)生了化學(xué)變化，下面smt貼片加工廠對(duì)兩種成分產(chǎn)生白斑原因進(jìn)行簡單分析。

1、松香樹脂殘留物

含有松香或改性樹脂的助焊劑，主要是由非極性的松香樹脂及少量的鹵化物有機(jī)酸和有機(jī)溶劑組成。鹵化物有機(jī)酸（如乙二酸）等活性物質(zhì)在焊接過程中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，產(chǎn)物可以是未反應(yīng)的松香、聚合松香、氧化松香、分解的活性劑及鹵化物以及與金屬反應(yīng)產(chǎn)生的金屬鹽等。未反應(yīng)的松香較易除去，但具有潛在危害的反應(yīng)物不容易清除。

2、氧化松香殘?jiān)?/span>

松香樹脂主要由松香酸組成，由于其分子中有不飽和的雙鍵，很容易被氧化。焊接受熱時(shí)，松香酸迅速氧化成過氧化物和酮類化合物，比原樹脂更不容易溶于溶劑，清洗后在PCB表面就會(huì)出現(xiàn)明顯不規(guī)則分布的白斑，而且在PCB受熱較厲害的部分更加明顯。

這類白斑不能用普通的含氯、含氟溶劑清洗干凈，酒精溶劑或被皂化的水也不能將它清除。常采取兩種辦法：適當(dāng)?shù)牟料捶椒ǎ挥眉訜岬脑贾竸⑵淙芙?，然后再用正常的清洗溶劑將它清除?/span>

另外，為了提高松香的抗氧化性，部分助焊劑配方中使用了改性后的氫化松香予以改善。但由于焊接過程中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，此方法并未有效防止白色殘余。

3、聚合松香殘?jiān)?/span>

松香型助焊劑在焊接過程中發(fā)生聚合反應(yīng)，原因與氧化松香成因一樣。當(dāng)松香聚合時(shí)，會(huì)形成一些長鏈分子，頑固地牢牢附著在PCB表面，不溶解于任何普通溶劑。值得注意的是，聚合松香形成需焊料表面的錫氧化物做催化劑，去除辦法一般采用和氧化松香同樣的辦法。

4、水解松香殘?jiān)?/span>

松香本身不溶于水，但在儲(chǔ)存和使用過程中，會(huì)吸收空氣中的潮氣，再用水清洗方式和含水酒精溶劑進(jìn)行清洗時(shí)，同樣會(huì)與水結(jié)合，發(fā)生水解反應(yīng)。松香中被水解的部分一般不溶于清洗溶劑，但其形成本身是個(gè)可逆過程，給水解松香緩慢加熱到100 ℃，水解松香將會(huì)分解，然后用常規(guī)溶劑將其去除。但若加熱控制不當(dāng)，將導(dǎo)致其發(fā)生不可預(yù)料的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，形成更難清洗的其他殘留。

5、有機(jī)酸焊劑殘留物

含有機(jī)酸的助焊劑殘留物，主要是未反應(yīng)的有機(jī)酸（如乙二酸、丁二酸等）及其金屬鹽類。大多數(shù)無色免清洗助焊劑就是這一類，主要由多元有機(jī)酸組成，也包括常溫下無鹵素離子而焊接高溫時(shí)產(chǎn)生鹵離子的化合物，有時(shí)也包括極少量的極性樹脂。有機(jī)酸與焊料形成的鹽類有較強(qiáng)吸附性能，且溶解性極差。使用水溶性助焊劑時(shí)，更大量的這類殘余物及鹵化物鹽類會(huì)產(chǎn)生，但由于及時(shí)的水清洗，這類殘留物可以得到很大程度的降低。

6、免清洗助焊劑造成的殘?jiān)?/span>

免清洗助焊劑焊后，焊點(diǎn)表面一般有一層透明的膠膜將殘?jiān)o緊包裹，但若進(jìn)行清洗破壞了這層透明物質(zhì)，暴漏的殘?jiān)鼘⒁噪y溶白色斑塊表現(xiàn)出來，其基本成分和上述殘?jiān)愃啤?/span>

7、水清洗工藝造成的殘留

水清洗過程中，皂化劑過于集中或活性過強(qiáng)，會(huì)引起PCBA焊料表面的氧化，形成白色的氧化錫膜。若水清洗過程中使用了鋁或鋅的夾具（如清洗籃），或?qū)⑵溆昧谆に囯婂?，鋁或鋅將首先被氧化而形成氧化鋁或氧化鋅薄膜，或者是混合磷/鋅薄膜，污染焊錫表面。鋁夾具還會(huì)和水溶液中的皂化劑發(fā)生反應(yīng)，在鋁的表面形成白色殘留，通過水轉(zhuǎn)移到PCBA表面，造成污染。

另外，若清洗用水為硬水，將富含鎂、鐵或鈣，當(dāng)PCBA清洗干燥后，也會(huì)留下白色的殘留。正常情況下，水會(huì)被強(qiáng)制從板面吹走，以免水溶性白色殘留在板面，但此方法往往不怎么有效，即使是軟水，清洗后也常常有白色的鈉鹽留在板面。

8、PCBA材料兼容性不佳造成的殘留

?　PCB+松香助焊劑+焊料殘?jiān)?/span>

PCB層壓結(jié)構(gòu)中未反應(yīng)完全的環(huán)氧氯丙烷會(huì)引起松香助焊劑的聚合反應(yīng)，不過焊料氧化物的存在是其聚合反應(yīng)的先決條件。要解決此問題，首先要保證PCB層壓材料的完全固化。

?　PCB+助焊劑殘留

PCB層壓結(jié)構(gòu)中的環(huán)氧樹脂由環(huán)氧氯丙烷和四溴雙酚A熱固化而成，其中溴是作為阻燃劑而添加的。環(huán)氧樹脂由于種種原因，有時(shí)并不能完全固化，其中的溴苯酚在高溫下（135℃）發(fā)生分解反應(yīng)，形成溴離子并與富鉛的焊料表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成白色的溴化鉛，并與金屬的氯化鹽混合，不溶于任何酒精和水，但溶于稀鹽酸。要根本上解決此問題，PCB制造商必須控制好其制造工藝。

?　焊料+松香助焊劑殘?jiān)?/span>

焊接過程中焊料、元器件引腳的Sn、Pb、Cu、Fe等元素會(huì)和助焊劑中的酸發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成一系列復(fù)雜的化合物，其中以Sn和Pb的松香酸脂和海松酸甲酯為多。要解決此問題，需通過一些預(yù)防性措施，比如對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，減少松香受熱時(shí)間等。

?　焊料+鹵化物活性劑殘?jiān)?/span>

焊接過程中助焊劑里活性劑和各種成分發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，形成金屬鹵酸鹽，通常是Sn、Pb、Cu的氯化物，被固化的松香類樹脂緊緊包裹，活性難以發(fā)揮，主要表現(xiàn)為半透明的高絕緣性物質(zhì)，在一定程度上影響了外觀。一旦進(jìn)行清洗，膠膜被破壞，氯化物會(huì)進(jìn)一步與空氣中水分和二氧化碳形成碳酸鹽，主要為白色碳酸鉛和氫氧化鉛。圖11為有鉛焊點(diǎn)存放一段時(shí)間后出現(xiàn)白斑的現(xiàn)象及成因。要避免此類問題發(fā)生，可選用低活性助焊劑或不做任何清洗，或徹底清洗。

?　焊料+清洗劑殘?jiān)?/span>

含氯含氟的清洗劑常用來清洗焊后PCBA表面殘留物，清洗劑中各種鹵化物離子與金屬發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成難容的化合物，最常見的依然為氯化鉛和碳酸鉛。要避免此類問題出現(xiàn)，最好用干凈未過時(shí)的清洗劑，同時(shí)避免產(chǎn)品吸潮。

白斑處理不好會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響極大，smt貼片加工廠應(yīng)當(dāng)根據(jù)產(chǎn)品類型和自身?xiàng)l件，合理選擇清洗工藝，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。需要smt貼片加工、PCBA加工、電子組裝測(cè)試服務(wù)，請(qǐng)找專業(yè)的電子加工廠長科順，聯(lián)系電話：13510904907