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PCBA常见污染物来源及对PCBA的影响

作者: 板朗科技 来源:www.pcbacn.com
摘要:PCBA污染物指任何使PCBA的化学、物理或电气性能降低到不合格水平的表面沉积物、杂质、夹渣以及被吸附物。主要有无机和有机两大系列。无机污染物会减小绝缘电阻,增加漏电流,在潮...

什么是PCBA加工污染物,有哪些危害?

PCBA污染物指任何使PCBA的化学、物理或电气性能降低到不合格水平的表面沉积物、杂质、夹渣以及被吸附物。

PCBA加工中产生的离子或非离子污染,当暴露于潮湿环境中或存在电场的条件下,就会引起化学腐蚀或电化学腐蚀,产生漏电流或离子迁移,对产品的性能及寿命产生影响。

据相关统计,近50%的PCBA成品失效是由于环境引起的,而近60%的失效发生在存放的库房中。三防涂覆工艺虽可对环境影响起到一定阻隔防护,但污染物如果不清洗,涂层可能会失去保护意义。有哪些常见的对PCBA质量有重要危害的污染物?

PCBA污染物类别

PCBA污染物包括各种表面残留物、污染物以及被表面吸附或吸收的能使产品性能下降的物质。

各种污染物按组成可分为无机和有机两大系列。

无机污染物会减小绝缘电阻,增加漏电流,在潮湿的环境中还会使金属表面腐蚀。

无机污染物一般为极性污染物,也叫离子污染物,主要来自于PCB(如蚀刻、电镀、化学镀和阻焊层等工序)、元器件封装材料、助焊剂、设备油污、人员指印及环境灰尘等,表现为各种无机酸、无机盐及有机酸等,需极性溶剂进行清除(如水或醇类)。离子污染物分子具有偏心的电子分布,容易吸潮,在空气中二氧化碳作用下产生正、负离子,导致产品腐蚀,引起表面绝缘电阻下降,在有电场存在的条件下还会发生电迁移,产生枝状结晶,导致漏电和短路。极性污染物的低表面能还可使其穿透阻焊层,在板表层下生长枝晶。当然,极性污染物也可是非离子的,在偏置电压、高温或其他应力存在时,各种负电性分子就自行排成行形成电流。

PCBA离子污染物

有机污染物会形成绝缘膜,影响电接触,甚至形成开路失效。

有机污染物一般是非极性或弱极性的,多为非离子型污染,需非极性溶剂或复合溶剂进行清除。非极性类主要包括松香、人造树脂、焊剂稀释剂、阻焊膜整平剂、清洗剂(如醇类)、防氧化油、肤油、胶及油脂等,表现为由长链碳氢化合物或碳原子的脂肪酸组成;弱极性类主要包括焊剂中的有机酸碱。非离子污染物分子没有偏心电子分布,不能分离成离子,也不产生化学腐蚀和电气故障,但会使可焊性下降,影响焊点外观及可检测性。值得注意的是,非极性污染物可通过尘埃吸附极性污染物,使其具有极性污染物特性,导致电气故障。另外,此类物质存在热变性,比较不易清洗,且有时清洗后出现白色污染。

助焊剂是污染物的主要来源,主要由成膜剂(松香及人造树脂)、活化剂、溶剂及添加剂等组成,焊后产生热改性生成物。

PCBA污染物来源及危害

PCBA加工中各种污染物的来源及影响
类型 污染物 来源 影响
极性 电镀盐类 PCB及元器件引线上残留物 降低可焊性
指纹、汗渍 操作过程 降低可焊性
性酸类腐蚀液 PCB及元器件引线上残留物 击穿、漏电、涂层与基板附着力降低
焊剂活性剂,如有机卤化物、有机胺类 助焊剂中残留 元件或电路被腐蚀、引线断裂、产生气泡、砂眼,降低焊接质量
非极性 松香类残留 助焊剂 出现白色粉点等外观质量
树脂类残留、脱模剂、金属氧化物 PCB组装 组装板出现电接触不良等
润滑油或脂类、硅橡胶(红胶) 保护掩膜操作过程 吸附灰尘,产生离子型污染物
防护用品等 操作过程 降低可焊性
粒状 焊料球 焊接缺陷 产生气孔,甚至短路
金属杂质 焊接过程 焊接时拉尖、桥接
焊料槽内浮点 焊料槽 焊点牢固性
灰尘、纤维 工作环境 焊接质量,光敏电路中影响对光的吸收和反射
玻璃纤维、塑料粉末 PCB及元器件引线上残留物 焊接时拉尖、桥接

PCBA极性例子污染物的种类、来源及危害

  1. 氯离子
  2. 氯离子主要来源于PCBA加工中热风整平工艺、助焊剂、汗渍及清洗用自来水等。氯离子与空气中的湿气形成离子液体,造成侵蚀、漏电和金属物电离。氯离子含量受PCB基材影响,因其决定了组装过程中可容许的氯离子的含量。陶瓷基材或金属基材(如铝等)就比有机基材(如环氧玻璃布)对氯离子的存在量更加敏感;而镍/金镀层表面就比铅/锡镀层表面要干净。
  3. 溴离子
  4. 溴离子主要作为阻燃剂添加到阻焊油墨、字符油墨和某些以溴为活性材料的助焊剂,影响比氯小。溴离子含量与PCB基材的疏松程度或阻焊层的空隙率有关,所以基材或阻焊层的情况就反映了溴离子含量的高低。另外,PCB基材高温清洗次数也对溴离子含量有影响,特别是与组装前PCB基材热风整平助焊剂的清洗有关。
  5. 硫酸根离子
  6. 与氯、溴离子影响相似,硫酸盐来自PCB基材加工过程中的工艺环节,其中包括各种纸基、树脂材料和微蚀所用的酸等,漂洗或清洗所用的自来水。
  7. 甲基磺酸
  8. 腐蚀作用是氯的许多倍,通常来自于PCB基材加工过程中的电镀工艺,有时也被用于HASL助焊剂工艺中作为活性剂的替代。
时间:2017-03-21 13:57 www.pcbacn.com

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