smt贴片加工厂:白斑产生的原因分析

接下来我们根据不同PCBA白斑出现的原因针对性介绍相关清洗方法。白斑大部分是来自于助焊剂中的松香或水溶性酸发生了化学变化，下面smt贴片加工厂对两种成分产生白斑原因进行简单分析。

1、松香树脂残留物

含有松香或改性树脂的助焊剂，主要是由非极性的松香树脂及少量的卤化物有机酸和有机溶剂组成。卤化物有机酸（如乙二酸）等活性物质在焊接过程中经过复杂的化学反应过程，产物可以是未反应的松香、聚合松香、氧化松香、分解的活性剂及卤化物以及与金属反应产生的金属盐等。未反应的松香较易除去，但具有潜在危害的反应物不容易清除。

2、氧化松香残渣

松香树脂主要由松香酸组成，由于其分子中有不饱和的双键，很容易被氧化。焊接受热时，松香酸迅速氧化成过氧化物和酮类化合物，比原树脂更不容易溶于溶剂，清洗后在PCB表面就会出现明显不规则分布的白斑，而且在PCB受热较厉害的部分更加明显。

这类白斑不能用普通的含氯、含氟溶剂清洗干净，酒精溶剂或被皂化的水也不能将它清除。常采取两种办法：适当的擦洗方法；用加热的原始助焊剂将其溶解，然后再用正常的清洗溶剂将它清除。

另外，为了提高松香的抗氧化性，部分助焊剂配方中使用了改性后的氢化松香予以改善。但由于焊接过程中复杂的化学反应，此方法并未有效防止白色残余。

3、聚合松香残渣

松香型助焊剂在焊接过程中发生聚合反应，原因与氧化松香成因一样。当松香聚合时，会形成一些长链分子，顽固地牢牢附着在PCB表面，不溶解于任何普通溶剂。值得注意的是，聚合松香形成需焊料表面的锡氧化物做催化剂，去除办法一般采用和氧化松香同样的办法。

4、水解松香残渣

松香本身不溶于水，但在储存和使用过程中，会吸收空气中的潮气，再用水清洗方式和含水酒精溶剂进行清洗时，同样会与水结合，发生水解反应。松香中被水解的部分一般不溶于清洗溶剂，但其形成本身是个可逆过程，给水解松香缓慢加热到100 ℃，水解松香将会分解，然后用常规溶剂将其去除。但若加热控制不当，将导致其发生不可预料的复杂化学反应，形成更难清洗的其他残留。

5、有机酸焊剂残留物

含有机酸的助焊剂残留物，主要是未反应的有机酸（如乙二酸、丁二酸等）及其金属盐类。大多数无色免清洗助焊剂就是这一类，主要由多元有机酸组成，也包括常温下无卤素离子而焊接高温时产生卤离子的化合物，有时也包括极少量的极性树脂。有机酸与焊料形成的盐类有较强吸附性能，且溶解性极差。使用水溶性助焊剂时，更大量的这类残余物及卤化物盐类会产生，但由于及时的水清洗，这类残留物可以得到很大程度的降低。

6、免清洗助焊剂造成的残渣

免清洗助焊剂焊后，焊点表面一般有一层透明的胶膜将残渣紧紧包裹，但若进行清洗破坏了这层透明物质，暴漏的残渣将以难溶白色斑块表现出来，其基本成分和上述残渣类似。

7、水清洗工艺造成的残留

水清洗过程中，皂化剂过于集中或活性过强，会引起PCBA焊料表面的氧化，形成白色的氧化锡膜。若水清洗过程中使用了铝或锌的夹具（如清洗篮），或将其用磷化工艺电镀，铝或锌将首先被氧化而形成氧化铝或氧化锌薄膜，或者是混合磷/锌薄膜，污染焊锡表面。铝夹具还会和水溶液中的皂化剂发生反应，在铝的表面形成白色残留，通过水转移到PCBA表面，造成污染。

另外，若清洗用水为硬水，将富含镁、铁或钙，当PCBA清洗干燥后，也会留下白色的残留。正常情况下，水会被强制从板面吹走，以免水溶性白色残留在板面，但此方法往往不怎么有效，即使是软水，清洗后也常常有白色的钠盐留在板面。

8、PCBA材料兼容性不佳造成的残留

▪　PCB+松香助焊剂+焊料残渣

PCB层压结构中未反应完全的环氧氯丙烷会引起松香助焊剂的聚合反应，不过焊料氧化物的存在是其聚合反应的先决条件。要解决此问题，首先要保证PCB层压材料的完全固化。

▪　PCB+助焊剂残留

PCB层压结构中的环氧树脂由环氧氯丙烷和四溴双酚A热固化而成，其中溴是作为阻燃剂而添加的。环氧树脂由于种种原因，有时并不能完全固化，其中的溴苯酚在高温下（135℃）发生分解反应，形成溴离子并与富铅的焊料表面发生化学反应，形成白色的溴化铅，并与金属的氯化盐混合，不溶于任何酒精和水，但溶于稀盐酸。要根本上解决此问题，PCB制造商必须控制好其制造工艺。

▪　焊料+松香助焊剂残渣

焊接过程中焊料、元器件引脚的Sn、Pb、Cu、Fe等元素会和助焊剂中的酸发生复杂的化学反应，形成一系列复杂的化合物，其中以Sn和Pb的松香酸脂和海松酸甲酯为多。要解决此问题，需通过一些预防性措施，比如对焊接工艺进行优化，减少松香受热时间等。

▪　焊料+卤化物活性剂残渣

焊接过程中助焊剂里活性剂和各种成分发生复杂的反应，形成金属卤酸盐，通常是Sn、Pb、Cu的氯化物，被固化的松香类树脂紧紧包裹，活性难以发挥，主要表现为半透明的高绝缘性物质，在一定程度上影响了外观。一旦进行清洗，胶膜被破坏，氯化物会进一步与空气中水分和二氧化碳形成碳酸盐，主要为白色碳酸铅和氢氧化铅。图11为有铅焊点存放一段时间后出现白斑的现象及成因。要避免此类问题发生，可选用低活性助焊剂或不做任何清洗，或彻底清洗。

▪　焊料+清洗剂残渣

含氯含氟的清洗剂常用来清洗焊后PCBA表面残留物，清洗剂中各种卤化物离子与金属发生复杂的化学反应，形成难容的化合物，最常见的依然为氯化铅和碳酸铅。要避免此类问题出现，最好用干净未过时的清洗剂，同时避免产品吸潮。

白斑处理不好会对产品的质量影响极大，smt贴片加工厂应当根据产品类型和自身条件，合理选择清洗工艺，从而提高产品质量。需要smt贴片加工、PCBA加工、电子组装测试服务，请找专业的电子加工厂长科顺，联系电话：13510904907