這竟是PCBA焊點錫面發(fā)黑驚人真相！

本案例是關(guān)于某PCBA焊盤處理工藝為沉錫工藝，該PCB上所有焊點在SMT后存在錫面發(fā)黑的現(xiàn)象；另一款沉錫工藝的APCB板直接刷錫膏過爐后，錫面也出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象；將該APCB光板過IR爐后，再刷錫膏過爐，錫面正常。

測試分析

1 外觀檢查

通過外觀觀察，失效焊點錫面確實存在發(fā)黑現(xiàn)象，正常焊點錫面較為光亮，通過酒精超聲清洗后，焊點錫面光亮度增加。造成錫面發(fā)黑的原因可能與焊點表面有異常殘留有關(guān)。

2 表面分析

通過SEM觀察，造成焊點錫面發(fā)黑的直接原因為焊點表面助焊劑殘留和錫面存在薄膜狀異物；經(jīng)酒精超聲清洗后，大部分助焊劑會被清洗掉，但表面薄膜狀異物仍會殘留在焊錫表面，且失效焊點錫面的異物較正常焊點錫面的異物更多；

通過EDS成分確認，該異物含異常元素S和Cl，且在光板焊盤表面也存在異常元素S和Cl，由此可初步確認，錫面發(fā)黑與焊盤表面的S和Cl殘留相關(guān)。

3 模擬分析

為了進一步確認，為何APCB光板在過IR爐后刷錫膏焊接，錫面會正常。通過模擬試驗，將APCB光板進行烘烤，烘烤后發(fā)現(xiàn)部分焊盤的部分位置存在變色現(xiàn)象，通過對變色位置進行成分分析，亦發(fā)現(xiàn)異常元素S和Cl。

造成PCB板變色的可能原因為，焊盤表面存在的異常殘留與表面錫鍍層發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致焊盤表面變色異常。

4 離子清潔度分析

對APCB光板烘烤前后的表面離子殘留進行測量，結(jié)果如下：發(fā)現(xiàn)APCB光板烘烤前后的離子殘留相差不大，且含量未發(fā)現(xiàn)明顯超標，由此說明，造成錫面發(fā)黑現(xiàn)象應(yīng)與表面離子殘留相關(guān)性不大。

5 TOF-SIMS分析

烘烤前后光板焊盤正常位置主要成分為有機硅和N, S,Cl, POx等物質(zhì)，失效焊點錫面主要成分為有機成分和SnOxH, Pb, N, S, Cl等物質(zhì)。由上述結(jié)果可知，進一步確定錫面發(fā)黑與焊盤表面的殘留有關(guān)。

結(jié)論

分析：

由于NG焊盤為沉錫焊盤工藝，在工藝中會用到化學(xué)藥水，當(dāng)這些化學(xué)藥水未及時清理干凈而殘留在焊盤表面時，在焊接時，錫膏與該殘留物發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致異物在錫面殘留而致使焊點發(fā)黑現(xiàn)象。當(dāng)將APCB光板過IR爐再刷錫膏焊接時，焊點表面殘留可能會發(fā)生分解，致使在后續(xù)焊接時，錫面發(fā)黑情況會有所改善。

總結(jié)：

導(dǎo)致焊點錫面發(fā)黑的直接原因為：PCB光板焊盤表面有雜質(zhì)殘留，在焊接過程中，錫膏與該雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而在焊點表面形成異物，致使焊點錫面發(fā)黑。

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