PCB焊接后板面发白改善探讨

随和的雏菊

　　PCB焊接后板面发白是波峰焊与手工焊接中常见的缺陷 .  [url=http://www.ic37.com]中国IC交易网[/url]。金百泽客户反馈PCB焊接后，使用洗板水清洗板面发现有发白现象，客户怀疑系PCB问题导致，不良图片如下：
　

　　（清洗后板面出现泛白图片）　　有关焊接的各种允收标准，以IPC-A-610“电子组装件可接受条件”为最具权威性的国际规范，其中第10.4 对清洁度有明确要求：
　

　　从质量风险评估与改善原则来看，发生制程警讯时，客户方必须见到改善措施与执行方案后，才能考虑对现品的允收。故此类问题虽未影响到功能，但往往也成为双方争论的焦点，本文即对此问题进行探讨和改善。
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　　原因分析
　　2.1 事故调查
　　PCBA贴片为手工有铅焊接，烙铁温度为270-310℃，焊接后有助焊剂残留在板面，手工用洗板水进行助焊剂擦洗，板面自然干燥后发现有泛白痕迹。
　　2.2 影响因素
　　从整个焊接流程看，造成PCBA焊接后发白的可能因素如下：
　　A、PCB问题--焊接前阻焊表面已受损或受到其它破坏导致颜色变异；B、助焊剂与PCB阻焊油墨不匹配，对油墨有攻击或腐蚀；C、洗板水与助焊剂不匹配，无法有效清除助焊剂或与助焊剂产生反应生成其它污染物；D、清洗方式不对--手工擦洗不能将助焊剂完全清洗干净。
　　2.3 模拟试验
　　<1> 取库存品分析，发现部分PCB板有菲林印（如下图片），菲林印产生主要在阻焊工序制作时，因客户对油墨厚度有特殊要求（≥18um），在丝印工序无法一次性完成，需采用二次加印方式。由于油墨较厚，预固化程度不好掌控，阻焊曝光时易产生菲林印。
　

　

　　有菲林印PCB图片
　　为了验证是否因菲林印导致板面发白，特做试板进行验证。挑选有菲林印和没有菲林印的PCB板各2PCS，采用同样的方法进行焊接并清洗板面。结果发现，有菲林印PCB与无菲林印PCB均有出现板面发白现象，故此类发白与阻焊菲林印无直接关系。
　　<2> 验证不同阻焊油墨与助焊剂对发白的影响
　　特取不同油墨品牌的PCB各2PCS进行对比测试，数据如下：
　　技术分享：PCB焊接后板面发白改善探讨
　　从测试数据看，两种油墨均有出现发白，但从油墨外观看，未发现有腐蚀之迹象，疑为与助焊剂关联更大。为此特咨询业界同类供应商，收集信息如下：
　　助焊剂大多含有卤素（F、CL、Br、I），如焊接后有卤素离子残留在板面，这些卤素残留物本身不是白色的，但当在空气中停留过久或遇水、遇潮后则易生成强酸类物质，这些强酸开始和焊点表面的氧化层起反应，这个反应结果生成了酸盐，当自然干燥后就会形成白色残留物。
　

　　从上述反应原理看，如板面有助焊剂残留，是有可能出现类似发白现象的。
　　<3> 清洗方式对板面发白的影响
　　手工焊接后，如采用常规方式进行手工擦洗，则板面是很难完全擦洗到位的，即很难达到板面无残留这个要求；如一旦有助焊剂残留，则可能留下品质隐患。为此，特采用超声波协助清洗，效果如下图所示：
　　

　　（超声波清洗图片）
　　经超声波清洗后，阻焊表面色泽均匀，未发现白色残留物，可以满足客户品质要求。
　　2.4 分析小结
　　从整个分析数据看，结果如下：
　　<1> PCB焊接后出现板面发白，与阻焊菲林印无关，与油墨性能关联不大，排除PCB因素；<2> 从助焊剂本身性能分析，如含有卤素成分，则有产生白色残留物之隐患；<3> 对比清洁方式，手工擦洗无法将助焊剂完全清除干净，采用超声波清洗可以满足清洁要求，避免焊接后出现板面发白现象。
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　　结 论
　　通过实验对比分析，PCB焊接后发白，主要是焊接后板面残留助焊剂，手工方式难以清洗干净，导致板面有泛白痕迹，此类异常可通过超声波协助清洗加以解决（或改用无卤助焊剂），以避免出现类似外观不良。

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