在SMT电子生产制程中,PCBA或电路板/线路板水基清洗工艺,我们如衡水基清洗干净度和材料兼容性问题呢?
在电子制程工艺中,经常会发生PCBA(电路板或线路板)清洗后发白,白色印迹散布在焊点周围异常**,严重影响外观验收并带来质量隐患。
白色残留物风险因子:当考虑白色残留物是否会产生可靠性风险时,关键是要考虑残留物是否吸湿、离子化的,在湿气和偏压的存在下,是否会有潜在的腐蚀。白色残留物趋向于吸湿和导电,这会在敏感电路上,潜在的造成电流泄漏和杂散电压失效。助焊剂活性物质,如果它们在白色残留物中没有失去活性并一直存在白色残留物中,如果有湿气存在的话,它们就会分离,导致电化学迁移。
白色残留物在PCBA上是常见的污染物,一般多为焊剂的副产物。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料的反应生成物氯化铅或溴化物等,这些物质在吸潮后,体积膨胀,部分物质还与水发生水合反应,白色残留日趋明显,这些残留物吸附在PCB上除去异常困难,若过热或高温时间长,出问题更严重,从焊接工艺前后的PCB表面的松香及残留物的红外光谱分析结果证实了这一过程。
PCBA上的污染物有多种,可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气,通电后发生电化学迁移,形成树枝状结构体,造成低电阻通路,破坏了PCBA功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层,在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物,还有粒状污染物,例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等,这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。
导致白色残留物形成的机理有以下几种因素:
1、热氧化:松香在温度**过200℃时,可能经历热氧化。松香的热氧化减少松香酸的不饱和双键。不饱和双键的减少会导致乙二醇、酮和不同分子量的酯的形成。这些残留物会在表面逐渐消失,并氧化进入粘牢的白色残留物里面。焦的残留物分布在助焊剂的周围,也散布到焊料凸点上。在这两个位置上的助焊剂膜都较薄,并且更易于氧化和变焦。氧化现象在单板吸收多热量的部分是很普遍的。有接地面的多层板在离电路组件的地方吸热,因此需要更高的再流温度曲线。相似的结果发生在焊接面阵列元器件及晶片电容s。由于热点烧焦了助焊剂残留物,这些小型元器件底下的残留物趋向于以不规则形状的形式进行氧化。
2、聚合作用:温度**过200℃时,会导致松香和树脂结构的聚合。聚合作用的发生是加热的结果,金属盐扮演催化剂的角色,提高化学反应的速率,形成三维网络的聚合物链。链增长的化合物连接双键,加入到树脂化合物中,形成一条重复的链。
3、使用低残留免清洗助焊剂的阻焊膜吸收:当使用干膜阻焊膜及低残留助焊剂时,湿气的吸收是很有影响的。波峰焊助焊剂和热量会分解,并使干膜掩膜膨胀。这可能是由于单板制造时粘性固化和终固化引起的。当单板经过预热区和焊料波峰时,干膜上的气孔张开并扩展。低残留助焊剂中的挥发性溶剂被吸收进阻焊膜里。单板表面过波峰焊后,掩膜形成了一种白色残留物。白色混浊斑点通过将热风返修工具的温度设定在400℃(752F)去除。温度会使低残留助焊剂活化并去除白色膜。
所有电路板设计都必须考虑这些再流焊因素及参数的重要性。溶剂包含不同类型的分子间相互作用:氢键、离子偶较和偶较间吸引。随着助焊剂残留物改变,清洗速率也有所不同。对于所有清洗活动,清洗剂和清洗系统-包括时间、温度和力度都会影响清洗效果。