電路板上白色殘?jiān)治?/h1>
2017-01-09 01:18:34杭州富通昭和線纜材料研究開發(fā)有限公司周林平
現(xiàn)代傳輸 2016年6期
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電路板上白色殘?jiān)治?/p>
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一 前言
在生產(chǎn)實(shí)踐中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電路板表面上殘留有明顯的白色殘?jiān)?特別是表面組裝的元器件,其焊點(diǎn)上的白色殘?jiān)鼮槊黠@,尤其是表面貼裝的細(xì)間距器件引腳之間,如圖1-4所示，圖1是電路板的整體形貌，圖2,3,4中紅色虛線范圍內(nèi)的即為電路板上的白色殘?jiān)＿@些白色殘?jiān)鼑?yán)重影響電路板的外觀,使得電路板最終難以通過檢測(cè),增加額外的返修工作,而且最終有些狹縫當(dāng)中的殘?jiān)廊浑y以去除,只能降低要求通過檢驗(yàn)。該白色殘?jiān)捎诮?jīng)過溶劑的浸泡,外觀表現(xiàn)為疏松的物質(zhì),極易吸收空氣當(dāng)中的潮氣和各種腐蝕性氣體,特別在沿海一帶高鹽霧的地區(qū),有可能對(duì)電路板長(zhǎng)期工作的可靠性造成嚴(yán)重影響。
圖1 電路板整體圖
圖2 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
圖3 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
圖4 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
二 試驗(yàn)
為了確認(rèn)電路板上的 白色殘?jiān)某煞郑瑢?duì)白色殘?jiān)M(jìn)行 取樣分別進(jìn)行了紅外分析和能譜分析。
2.1 試驗(yàn)設(shè)備：顯微紅外光譜儀，掃描電鏡
2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.2.1 紅外分析
對(duì)電路板上局部的白色殘?jiān)謩e進(jìn)行取樣紅外分析（見圖2,3,4上的白色殘?jiān)?，三處樣品的紅外分析曲線一本一致，見圖5。經(jīng)過紅外標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索，
發(fā)現(xiàn)白色殘?jiān)退上銟渲臉?biāo)準(zhǔn)紅外吸收曲線非常一致，匹配率高達(dá)95%。故初步判斷電路板上的白色殘?jiān)芸赡転樗上銟渲煞帧?/p>
圖5 白色殘?jiān)@微紅外分析及檢索結(jié)果
2.2.2 能譜分析
用鑷子在顯微鏡下取樣電路板上的白色殘?jiān)?，在掃描電鏡下進(jìn)行能譜分析。在掃描電鏡下將白色殘?jiān)糯?30倍進(jìn)行寫真，隨機(jī)選擇點(diǎn)掃描位置進(jìn)行元素分析，分析結(jié)果見圖6-8。從分析結(jié)果分析，白色殘?jiān)脑爻煞直容^一致，都包含C，O, Sn。結(jié)合電路板的實(shí)際工藝，從側(cè)面又證明白色殘?jiān)某煞趾艽罂赡転楹附佑玫乃上銟渲?，松香樹脂的主要元素包含C和O,對(duì)于能譜結(jié)果中包含少量的Sn的成分，可能是在用鑷子取樣時(shí)焊錫有部分夾雜在白色異物中。
圖6 白色殘?jiān)茏V分析
圖8 白色殘?jiān)茏V分析
三 白色殘?jiān)纬傻目赡茉蚍治?/h2>
白色殘?jiān)纬傻目赡茉蛑饕ㄋ上愕难趸退上愕木酆稀?/p>
3.1 氧化松香殘?jiān)?/p>
松香樹脂主要由松香酸組成,由于它的分子中有不飽和的雙鍵,因此特別容易氧化。電路板在焊接受熱時(shí),松香酸迅速氧化形成過氧化物和酮化合物,這些化學(xué)成分比原來(lái)的樹脂更不容易溶于溶劑。這樣,在電路板表面就會(huì)有明顯的不規(guī)則的白斑分布,而且在電路板受熱較厲害的部分更加明顯。由于該白斑的形成常常是因?yàn)殡娐钒暹^度受熱引起,因此,這種白斑常常出現(xiàn)在有大面積接地層需要特別加熱才能完成焊接的多層印制板中。由于在表面組裝的再流焊工藝中,受熱時(shí)間較長(zhǎng),相對(duì)比較容易引起電路板過度受熱,因此這種白色殘?jiān)诒砻娼M裝的電路板中尤為常見。
3.2 聚合松香殘?jiān)?/p>
另一種常見的白色殘?jiān)鼇?lái)源是松香型焊劑在焊接過程中的聚合反應(yīng)。松香型焊劑的聚合反應(yīng)常常是因?yàn)殡娐钒暹^度受熱引起,跟氧化松香的成因一樣,這種白色殘留也常見于比較厚的多層電路板和比較容易引起電路板過熱的表面組裝再流焊工藝當(dāng)中。當(dāng)松香聚合時(shí),會(huì)形成一些長(zhǎng)鏈的分子,不溶解于任何普通的溶劑。清洗焊劑的溶劑只會(huì)溶解短鏈的部分,剩下的長(zhǎng)鏈部分頑固地牢牢地附著在電路板表面,這就是聚合松香白渣。聚合松香是公認(rèn)的最常見的白色殘?jiān)男纬稍?但是,它的形成需要焊料表面的錫氧化物做催化劑。
四 總結(jié)
由上述分析可知，電路板焊接后出現(xiàn)白色殘?jiān)饕怯捎诤附訙囟容^高造成的，針對(duì)這個(gè)原因，提出以下解決措施：電路板焊接時(shí)規(guī)定適當(dāng)?shù)暮附訙囟燃昂附訒r(shí)間，同一焊點(diǎn)的焊接次數(shù)。了解了電路板焊接后出現(xiàn)白斑的影響，可以準(zhǔn)確對(duì)印制板焊接后出現(xiàn)白斑的組件如何處置進(jìn)行判定。電路板出現(xiàn)白斑表明在電路板組裝工序已經(jīng)失去控制，對(duì)造成白斑的原因采取相應(yīng)的措施，有效避免電路板焊接后出現(xiàn)白斑，從而提高電路板的焊接質(zhì)量。
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一 前言
在生產(chǎn)實(shí)踐中,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電路板表面上殘留有明顯的白色殘?jiān)?特別是表面組裝的元器件,其焊點(diǎn)上的白色殘?jiān)鼮槊黠@,尤其是表面貼裝的細(xì)間距器件引腳之間,如圖1-4所示，圖1是電路板的整體形貌，圖2,3,4中紅色虛線范圍內(nèi)的即為電路板上的白色殘?jiān)＿@些白色殘?jiān)鼑?yán)重影響電路板的外觀,使得電路板最終難以通過檢測(cè),增加額外的返修工作,而且最終有些狹縫當(dāng)中的殘?jiān)廊浑y以去除,只能降低要求通過檢驗(yàn)。該白色殘?jiān)捎诮?jīng)過溶劑的浸泡,外觀表現(xiàn)為疏松的物質(zhì),極易吸收空氣當(dāng)中的潮氣和各種腐蝕性氣體,特別在沿海一帶高鹽霧的地區(qū),有可能對(duì)電路板長(zhǎng)期工作的可靠性造成嚴(yán)重影響。
圖1 電路板整體圖
圖2 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
圖3 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
圖4 電路板局部白色殘?jiān)?/p>
二 試驗(yàn)
為了確認(rèn)電路板上的 白色殘?jiān)某煞郑瑢?duì)白色殘?jiān)M(jìn)行 取樣分別進(jìn)行了紅外分析和能譜分析。
2.1 試驗(yàn)設(shè)備：顯微紅外光譜儀，掃描電鏡
2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論
2.2.1 紅外分析
對(duì)電路板上局部的白色殘?jiān)謩e進(jìn)行取樣紅外分析（見圖2,3,4上的白色殘?jiān)?，三處樣品的紅外分析曲線一本一致，見圖5。經(jīng)過紅外標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)的檢索，
發(fā)現(xiàn)白色殘?jiān)退上銟渲臉?biāo)準(zhǔn)紅外吸收曲線非常一致，匹配率高達(dá)95%。故初步判斷電路板上的白色殘?jiān)芸赡転樗上銟渲煞帧?/p>
圖5 白色殘?jiān)@微紅外分析及檢索結(jié)果
2.2.2 能譜分析
用鑷子在顯微鏡下取樣電路板上的白色殘?jiān)?，在掃描電鏡下進(jìn)行能譜分析。在掃描電鏡下將白色殘?jiān)糯?30倍進(jìn)行寫真，隨機(jī)選擇點(diǎn)掃描位置進(jìn)行元素分析，分析結(jié)果見圖6-8。從分析結(jié)果分析，白色殘?jiān)脑爻煞直容^一致，都包含C，O, Sn。結(jié)合電路板的實(shí)際工藝，從側(cè)面又證明白色殘?jiān)某煞趾艽罂赡転楹附佑玫乃上銟渲?，松香樹脂的主要元素包含C和O,對(duì)于能譜結(jié)果中包含少量的Sn的成分，可能是在用鑷子取樣時(shí)焊錫有部分夾雜在白色異物中。
圖6 白色殘?jiān)茏V分析
圖8 白色殘?jiān)茏V分析
三 白色殘?jiān)纬傻目赡茉蚍治?/h2>
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3.1 氧化松香殘?jiān)?/p>
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3.2 聚合松香殘?jiān)?/p>
另一種常見的白色殘?jiān)鼇?lái)源是松香型焊劑在焊接過程中的聚合反應(yīng)。松香型焊劑的聚合反應(yīng)常常是因?yàn)殡娐钒暹^度受熱引起,跟氧化松香的成因一樣,這種白色殘留也常見于比較厚的多層電路板和比較容易引起電路板過熱的表面組裝再流焊工藝當(dāng)中。當(dāng)松香聚合時(shí),會(huì)形成一些長(zhǎng)鏈的分子,不溶解于任何普通的溶劑。清洗焊劑的溶劑只會(huì)溶解短鏈的部分,剩下的長(zhǎng)鏈部分頑固地牢牢地附著在電路板表面,這就是聚合松香白渣。聚合松香是公認(rèn)的最常見的白色殘?jiān)男纬稍?但是,它的形成需要焊料表面的錫氧化物做催化劑。
四 總結(jié)
由上述分析可知，電路板焊接后出現(xiàn)白色殘?jiān)饕怯捎诤附訙囟容^高造成的，針對(duì)這個(gè)原因，提出以下解決措施：電路板焊接時(shí)規(guī)定適當(dāng)?shù)暮附訙囟燃昂附訒r(shí)間，同一焊點(diǎn)的焊接次數(shù)。了解了電路板焊接后出現(xiàn)白斑的影響，可以準(zhǔn)確對(duì)印制板焊接后出現(xiàn)白斑的組件如何處置進(jìn)行判定。電路板出現(xiàn)白斑表明在電路板組裝工序已經(jīng)失去控制，對(duì)造成白斑的原因采取相應(yīng)的措施，有效避免電路板焊接后出現(xiàn)白斑，從而提高電路板的焊接質(zhì)量。
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