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錫膏焊后殘留物生成與濕度的關(guān)系

作者:綠志島 2022-11-07 0

近期南方地區(qū)氣溫環(huán)境多變,而電子元件制造過(guò)程設(shè)計(jì)與用戶(hù)需求等多方面因素的影響,電子焊料在不同環(huán)境下所呈現(xiàn)的狀態(tài)也變得備受矚目,今天我們便來(lái)了解下錫膏焊后殘留物生成與濕度的關(guān)系。

為了提高焊錫質(zhì)量,錫膏內(nèi)都會(huì)添加助焊劑,但由于助焊劑的活化劑成分還有有機(jī)酸等酸性物質(zhì),在焊接后會(huì)帶來(lái)腐蝕性的問(wèn)題,如未及時(shí)清理,可能會(huì)影響到元件的可靠性。這些酸性物質(zhì)中,“弱有機(jī)酸”是較為常用的,例如羧酸,帶有極性官能團(tuán),對(duì)水具有很高的親和性。在回流焊接過(guò)程中受到高溫作用后大部分有機(jī)酸會(huì)分解,但仍會(huì)有少量殘留在PCBA組件的下方,在老化時(shí)容易吸收環(huán)境中的水分并生成腐蝕性物質(zhì)。

針對(duì)環(huán)境濕度對(duì)腐蝕性殘留物生成的影響,有科研人員使用酸度指示凝膠進(jìn)行過(guò)試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)使用了三種無(wú)鉛錫膏,測(cè)試不同濕度和溫度下活化劑的演變。


測(cè)試過(guò)程

剛完成焊接后

酸度指示凝膠能夠與酸反應(yīng)并變紅,因此可以用于判斷是否產(chǎn)生酸性腐蝕物質(zhì)。圖中可以看到三種無(wú)鉛錫膏剛完成焊接后的酸性指示情況(b)已經(jīng)可以觀(guān)察到細(xì)微的著色(箭頭方向),但是由于剛完成焊接,酸性殘留物仍然很少。

剛焊接完的焊點(diǎn)

低濕度下溫度的影響

在低濕度的環(huán)境下放置14天后,(b1-b3)從外觀(guān)可以明顯看到紅色區(qū)域大量增加。此外,在60%RH較低的濕度情況下,環(huán)境溫度和放置時(shí)間并不會(huì)對(duì)焊點(diǎn)周?chē)鷼埩粑飻?shù)量起到明顯影響。

低濕度下放置14天后的焊點(diǎn)

高濕度下溫度的影響

在高濕度的環(huán)境下放置了14天后,三種無(wú)鉛錫膏都出現(xiàn)了殘留物快速生成的問(wèn)題。由此可見(jiàn)濕度會(huì)加速殘留物的出現(xiàn)。在高濕度條件下,殘留物膜會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象,酸性物質(zhì)會(huì)發(fā)生演變。并且高環(huán)境溫度對(duì)殘留物演變作用開(kāi)始變得明顯,更高的溫度會(huì)造成更明顯的殘留物膜開(kāi)裂。

搞濕度下放置14天后的焊點(diǎn)

測(cè)試結(jié)果

無(wú)鉛錫膏酸性殘留物的吸潮性使其暴露在潮濕環(huán)境下容易在電路板表面生成一層很厚的酸性水膜。該水膜具有高導(dǎo)電性,致使焊接處發(fā)生漏電概率大大提高,并導(dǎo)致電路板被腐蝕。

濕度低的情況下腐蝕性殘留物生成較少。相反地,高濕度下殘留物較多。因此,高濕度環(huán)境是腐蝕性殘留物形成的主導(dǎo)因素。在此前提下,溫度的影響變得更加直觀(guān)。因此我們?cè)诤负笠欢ㄒ⒁馇謇須埩粑?,或者直接使用免清洗焊錫膏


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