【案例】PCBA板面白色异物形成原因分析

经过组装及焊接后的PCBA放置一段时间或经历环境试验后板面经常会出现白色残留物而影响产品外观或功能。本案例中PCBA焊接后的助焊剂残留物在潮湿环境中生成腐蚀性酸与焊点表层焊锡发生反应生成白色的异物-锡盐。

案例背景

本案例中的PCBA完成装配及焊接工艺，在经历-20℃～80℃ 72h温冲试验后，板面出现明显白色异物。

分析方法简述

对分布在PCBA焊点附近的白色异物及PCBA焊接所使用助焊剂分别进行SEM&EDS分析，结果显示：焊点表面及周围区域覆盖了一层疏松的异物，异物元素成分为碳（C）、氧（O）、溴（Br）、锡（Sn），而助焊剂成分检出碳（C）、氧（O）、溴（Br）元素。进一步对异物进行FT-IR分析，结果显示：其红外谱图部分特征吸收峰与助焊剂的相同，即白色异物主成分为助焊剂残留物。

结果与讨论

当线路板组件经由波峰焊后，其板面会残留有焊接后的助焊剂残留物，这些助焊剂残留物中通常含有溴（Br）和弱有机酸等腐蚀性物质。将附有助焊剂残留物的PCBA进行高低温环境试验时，由于在高温至低温的试验过程中会有水蒸气冷凝在板面，当在潮湿的环境中，含有腐蚀性溴（Br）元素的助焊剂残留物会生成强腐蚀性的酸，与引脚及焊点表层焊锡发生化学反应生成白色的锡盐，从而在板面呈现出明显的白色异物，而高温环境（80℃）会加速该化学反应的发生。

建议

本案例中PCBA板面由于助焊剂的残留而形成的白色异物不仅严重影响了产品美观，而且也使部分器件引脚发生锈蚀从而影响产品功能。因此在选用助焊剂进行焊接工艺时，应对助焊剂质量进行全面地评估，在满足良好焊接要求的情况下应尽量选取低固含、低残留，腐蚀性小的助焊剂，并且应该考虑助焊剂与焊接工艺、PCB板等的兼容性。