電路板白色殘?jiān)某煞旨捌渲鸩叫纬稍蛟敿?xì)分析

1 白色殘?jiān)某煞旨捌渲鸩叫纬稍?/p>

專(zhuān)家們有一個(gè)共同的觀(guān)點(diǎn)就是:雖然電路板在熱處理和擦拭的過(guò)程中 ,各種各樣工藝參數(shù)經(jīng)常波動(dòng) ,所以涉及的化學(xué)材料太多 , 如 :Sn- Pb焊料及各種各樣微量金屬元素 (鋁 、鋅等 ), 還有這些的氯化物 , 各種各樣焊劑 :如松香型助焊劑焊劑 、水溶性助焊劑焊劑 、含各種各樣活化劑的焊劑 、免擦拭型焊劑等 ,焊膏中還有觸變劑 、溶劑等 ,電路板的層壓板材料 、阻焊膜 , 空氣當(dāng)中的潮氣 、氧氣 ,擦拭時(shí)的各種各樣溶劑 (含氯 、氟的有機(jī)溶劑 、酒精溶劑 、水溶劑水基清洗劑等 ), 這么多化學(xué)材料 , 在熱處理的高溫下和擦拭過(guò)程中到底遭遇那些化學(xué)反應(yīng) , 產(chǎn)生什么化學(xué)物質(zhì)? 另外哪些是不溶的白色殘?jiān)?然而 , 現(xiàn)有技術(shù)和手段至今未能徹底搞清白色濕氣的全部成分 ,也沒(méi)能百分之百弄清這些的確切成因 ,所以解決問(wèn)題起來(lái)也是頗為棘手 ?，F(xiàn)把幾種最少見(jiàn)的白色殘?jiān)爸鸩叫纬稍蚋攀鋈缦隆?/p>

1. 1 氯化松香殘?jiān)?/p>

松香樹(shù)脂主要由松香酸組成, 雖然它的分子中有不飽和的雙鍵 ,所以特別不易氯化。電路板在熱處理溶化時(shí) ,松香酸迅速氯化逐步形成過(guò)氯化物和酮化合物 ,某些化學(xué)成分比原來(lái)的樹(shù)脂更不不易吸附溶劑 。這樣 ,電路板擦拭后在電路板表面就會(huì)有明顯的不規(guī)則的白斑分布,所以在電路板溶化較厲害的部分更加明顯 。雖然該白斑的逐步形成時(shí)常是因?yàn)殡娐钒暹^(guò)度溶化激起 ,所以 ,這樣白斑時(shí)常出現(xiàn)在有大面積接地層需要特別熔化才能完成熱處理的第二層印制板中。雖然在表面拼裝的再流焊工藝中 ,溶化時(shí)間較長(zhǎng) ,相對(duì)很不易激起電路板過(guò)度溶化 , 所以這樣白色殘?jiān)诒砻嫫囱b的電路板中也并不少見(jiàn) 。

這樣白色殘?jiān)粫?huì)用普通的含氯、含氟溶劑擦拭干凈 ,酒精溶劑或被皂化的水也不會(huì)將它拔除 。常采取兩種辦法 :(1)適當(dāng)?shù)牟料捶椒?nbsp;,比如用刷子洗滌 ;(2)雖然這樣白色殘?jiān)接谌廴诘乃上銟?shù)脂和一些酒精基有機(jī)酸焊劑 ,所以用熔化的原始焊劑去重新涂敷 ,能夠?qū)⒛承┌咨穆然上阄?nbsp;,這樣就能夠用正常的擦拭溶劑將它洗掉電路板清洗 。但這樣辦法顯得并不那么經(jīng)濟(jì)和實(shí)用 。

1. 2 裂解松香殘?jiān)?/p>

另一種少見(jiàn)的白色殘?jiān)鼇?lái)源是松香型焊劑在熱處理過(guò)程中的裂解反應(yīng)。松香型焊劑的裂解反應(yīng)時(shí)常是因?yàn)殡娐钒暹^(guò)度溶化激起,跟氯化松香的成因一樣 ,這樣白色濕氣也少見(jiàn)于很厚的第二層電路板和很不易激起電路板過(guò)熱的表面拼裝再流焊工藝當(dāng)中。

當(dāng)松香裂解時(shí),會(huì)逐步形成一些長(zhǎng)鏈的分子 ,不吸附于所有普通的溶劑 。擦拭焊劑的溶劑只會(huì)吸附短鏈的部分 ,剩下的長(zhǎng)鏈部分頑固地牢牢地附著在電路板表面 ,這就是裂解松香白渣 。

裂解松香是公認(rèn)的最少見(jiàn)的白色殘?jiān)闹鸩叫纬稍? 但是 , 它的逐步形成需要焊料表面的錫氯化物做催化劑 。

裂解松香白色濕氣的移除辦法一般采用和氯化松香同樣的辦法,一個(gè)是機(jī)械的洗滌 ,還有一種是用熔化的原始焊劑重新將其吸附, 然后再用普通的焊劑擦拭溶劑來(lái)擦拭，PCBA清洗松香 。

1. 3 水解松香殘?jiān)?/p>

助焊劑焊劑中的松香這類(lèi)是不吸附水的, 但焊劑在儲(chǔ)存和使用的過(guò)程中 ,會(huì)吸收空氣當(dāng)中的潮氣 ,在用水擦拭方式和含水酒精溶劑開(kāi)展擦拭時(shí) ,同樣會(huì)與水結(jié)合 ,遭遇水解反應(yīng) 。松香中被水解的部分是不吸附擦拭溶劑的 。

但水解松香的逐步形成這類(lèi)是個(gè)可逆的過(guò)程, 給水解松香緩慢熔化到 100℃,可使水解松香降解 ,然后用常規(guī)溶劑將其移除 。但非常可怕的是 ,除非熔化控制不當(dāng) ,將導(dǎo)致其它不可預(yù)料的非常復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的遭遇 ,從而逐步形成更難擦拭的其它頑垢 。

1. 4 層壓板 +焊劑 +焊料殘?jiān)?/p>

層壓板中未反應(yīng)完全的環(huán)氧氯丙烷會(huì)激起松香焊劑的裂解反應(yīng), 不過(guò)該裂解反應(yīng)的遭遇需要焊料表面的錫氯化物做催化劑 ,焊料的存在是該裂解反應(yīng)的先決條件。裂解反應(yīng)的產(chǎn)物也是不吸附各種各樣溶劑的。

要解決問(wèn)題這個(gè)問(wèn)題,首先要保證層壓板材料的完全熔融 。一旦出現(xiàn)該種殘?jiān)?nbsp;, 最好的辦法依然是機(jī)械拔除 。

1. 5 焊料 +松香焊劑殘?jiān)?/p>

當(dāng)電路板在熱處理時(shí),焊料表面和元器件的電極 、集線(xiàn)器中的錫 、鉛 、銅或鐵等元素會(huì)和焊劑中的有機(jī)酸遭遇很非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng) ,逐步形成一系列非常復(fù)雜的化合物 ,另外以錫和鉛的松香酸酯和海松酸甲酯為多 , 這些一般也是不吸附所有水或含氯 、含氟的溶劑清洗劑 。

該問(wèn)題的解決問(wèn)題主要通過(guò)一些預(yù)防性的措施, 比如對(duì)熱處理工藝開(kāi)展優(yōu)化 :減少松香溶化的時(shí)間 、增加波峰焊機(jī)或再流焊爐傳送帶的速度等等 。

1. 6 焊料 +鹵化物活性劑殘?jiān)?/p>

助焊劑焊劑當(dāng)中的鹵化物活性劑常用來(lái)提高焊劑的活性,但是在熱處理過(guò)程中 ,某些活性劑會(huì)和各種各樣成分遭遇非常復(fù)雜的反應(yīng),逐步形成金屬的鹵酸鹽 ,一般是錫 、鉛 、銅的氯化物 ,除非電路板不開(kāi)展擦拭 ,熔融的松香緊緊把某些氯化物給包裹起來(lái),使這些的活性難以發(fā)揮 ,除了一定程度上影響外觀(guān) , 這些主要表現(xiàn)為半半透明的高絕緣性的物質(zhì) , 對(duì)電路板的性能影響并不大 。但一旦開(kāi)展擦拭 ,在松香層被破壞后 ,就表現(xiàn)為白色的斑塊 ,無(wú)論用酒精溶劑或水擦拭的方法都不會(huì)將其徹底移除 。所以某些氯化物會(huì)進(jìn)一步與空氣當(dāng)中的水分和二氯化碳遭遇反應(yīng) ,逐步形成碳酸鹽 ,主要是白色的碳酸鉛和氫氯化鉛 ,這是一種完全不吸附水和酒精的白色物質(zhì)。

為了避免出現(xiàn)該白色濕氣的產(chǎn)生, 能夠采用低活性的焊劑 ,或不做所有擦拭 ,或做徹底的擦拭 。該問(wèn)題的遭遇主要是雖然不完全的擦拭引致。

1. 7 免擦拭焊劑引致的白色殘?jiān)?/p>

免擦拭焊劑熱處理后, 本來(lái)有一層半透明的膠膜將殘?jiān)o緊包裹 ,但是 ,擦拭破壞了這層半透明物質(zhì) ,使得暴露的殘?jiān)噪y溶白色斑塊的形式表現(xiàn)出來(lái) ,其基本成分和上述殘?jiān)煞诸?lèi)似 。

解決問(wèn)題方法與上面一樣,哪怕不做所有擦拭 ,哪怕徹底洗干凈 。

1. 8 焊料 +擦拭溶劑濕氣

含氯含氟的溶劑常用來(lái)擦拭焊后電路板的焊劑濕氣, 但非?？膳碌氖?nbsp;,某些溶劑同時(shí)又是各種各樣鹵化物離子的來(lái)源,某些鹵化物離子與各種各樣金屬遭遇非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng) ,逐步形成難溶的化合物 , 另外 , 最少見(jiàn)的依然是氯化鉛和碳酸鉛 。

要避免出現(xiàn)該問(wèn)題的遭遇,最好不要使試過(guò)去試過(guò)的 、很臟的擦拭溶劑 ,因?yàn)槟承┰囘^(guò)的溶劑中 ,時(shí)常有很高的氯離子濃度。同時(shí) ,也要避免出現(xiàn)溶劑吸潮 ,切勿難溶碳酸鹽的產(chǎn)生 。

1. 9 層壓板 +焊劑濕氣

一般用于制作FR - 4 環(huán)氧玻璃布板的熱熔融環(huán)氧樹(shù)脂是由環(huán)氧氯丙烷和四溴雙酚 A 熱熔融而成 ,另外溴是作為阻燃劑添加進(jìn)去的 。環(huán)氧樹(shù)脂雖然種種原因有時(shí)并不會(huì)熔融完全 , 另外的溴苯酚在135 ℃即遭遇降解反應(yīng) ,逐步形成游離的溴離子 。這樣 ,電路板在熱處理溫度下 ,未熔融環(huán)氧樹(shù)脂中的溴苯酚迅速降解,產(chǎn)生的溴離子與富鉛的焊料表面遭遇化學(xué)反應(yīng) ,逐步形成白色的溴化鉛 , 不吸附所有的酒精和水 , 所以白色濕氣中往往還包括焊劑中的氯離子與焊料遭遇化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物 。

這樣白色的濕氣吸附稀酸。當(dāng)然 , 要從根本上解決問(wèn)題這個(gè)問(wèn)題 ,層壓板的制造商必須控制好他們的工藝 ,確保環(huán)氧樹(shù)脂的完全熔融 。

1. 10 水擦拭濕氣

有些白色濕氣是水擦拭過(guò)程中所特有的。除非水擦拭過(guò)程中 ,水基清洗劑水溶液中的皂化劑過(guò)于集中或活性過(guò)強(qiáng) ,將激起電路板組件上焊料表面的氯化 ,使得焊料表面幾乎時(shí)常被白色的氯化錫薄膜完全覆蓋 。

除非水擦拭過(guò)程中, 使用了鋁的或鋅的夾具(如擦拭籃 ), 或某些夾具是用磷化工藝電鍍的 , 鋁或鋅將首先被氯化 ,逐步形成氯化鋁薄膜或氯化鋅薄膜 ,或是混合的磷 鋅/ 薄膜 ,某些薄膜將污染電路板組件的焊錫表面。

鋁的夾具還會(huì)和水溶液中的皂化劑遭遇反應(yīng),在鋁的表面逐步形成白色濕氣所以會(huì)通過(guò)水轉(zhuǎn)移到電路板組件的表面 ,給電路板引致污染 。

而水這類(lèi),除非是硬水的話(huà) , 將富含鎂 、鐵或鈣 ,當(dāng)電路板組件洗后干燥的過(guò)程中 ,水分揮發(fā)后 ,也會(huì)在電路板表面留有白色的殘?jiān)?nbsp;。正常情況下 ,水會(huì)被強(qiáng)制從電路板表面吹跑, 切勿水溶性的白色殘?jiān)粼陔娐钒迳?nbsp;,但這樣方法時(shí)常并不怎么有效 。即使是軟水 ,擦拭過(guò)后 ,也時(shí)常有白色的鈉鹽留在組件表面 。