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關(guān)于“PCB綠油起泡失效”你不得不看的一篇文章

發(fā)布時(shí)間： 2025-05-29 00:00

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PCB成品表面除焊盤(pán)等區(qū)域外均覆蓋阻焊層（綠油），其核心作用是防焊錫短路、絕緣保護(hù)及提升可靠性。某批次PCB在波峰焊后出現(xiàn)綠油起泡異常，個(gè)別嚴(yán)重的樣品出現(xiàn)焊錫擴(kuò)散至阻焊膜內(nèi)層現(xiàn)象，引發(fā)潛在電路失效風(fēng)險(xiǎn)。本文通過(guò)系統(tǒng)性失效分析，旨在找出導(dǎo)致PCB阻焊層起泡的根本原因。

1.外觀檢查

對(duì)綠油起泡位置進(jìn)行外觀檢查發(fā)現(xiàn)失效PCBA多處位置發(fā)現(xiàn)綠油起泡現(xiàn)象，起泡區(qū)域主要位于波峰焊點(diǎn)周圍的銅箔表面，局部位置發(fā)現(xiàn)綠油破損跡象。

2.剖面分析

對(duì)綠油起泡位置切片后進(jìn)行形貌觀察及成分分析，發(fā)現(xiàn)綠油起泡位置，綠油與銅箔之間均發(fā)現(xiàn)焊錫存在。起泡位置綠油完整，厚度滿足業(yè)內(nèi)要求；成分測(cè)試結(jié)果顯示，起泡界面未發(fā)現(xiàn)異常元素存在，初步排除污染對(duì)綠油起泡的影響。起泡附近未起泡區(qū)域，綠油與銅箔之間發(fā)現(xiàn)界面分層現(xiàn)象。

3.銅箔表面形貌觀察&綠油附著力測(cè)試&熱應(yīng)力測(cè)試

銅箔表面形貌觀察結(jié)果顯示，綠油起泡PCBA與未起泡PCBA，銅箔表面形貌無(wú)本質(zhì)差異，即銅箔表面粗糙度無(wú)明顯差異。

綠油附著力測(cè)試結(jié)果顯示，綠油起泡PCBA、綠油未起泡PCBA及光板PCB，測(cè)試后均未觀察到綠油明顯剝離。

熱應(yīng)力測(cè)試結(jié)果顯示，光板PCB 在標(biāo)準(zhǔn)#2助焊劑涂抹后，288℃溫度下漂錫3次同樣未觀察到綠油起泡現(xiàn)象。

以上結(jié)果顯示，綠油起泡與PCB光板本身質(zhì)量無(wú)明顯關(guān)系。

4.助焊劑模擬驗(yàn)證

4.1 條件一：預(yù)熱溫度條件

預(yù)熱處理：涂覆助焊劑及未涂覆助焊劑的PCB，經(jīng)預(yù)熱處理后，都未觀察到綠油與銅箔分層跡象。

4.2 條件二：預(yù)熱溫度+漂錫3次

預(yù)熱+漂錫3次：涂覆成翔阿爾法助焊劑及西可阿爾法助焊劑的PCB，經(jīng)預(yù)熱及漂錫處理后明顯觀察到綠油起泡分層現(xiàn)象，焊錫浸入綠油與銅箔之間。涂覆西可凱斯特助焊劑的PCB，經(jīng)相同熱處理后，發(fā)現(xiàn)輕微的綠油分層起泡現(xiàn)象。未涂覆助焊劑的PCB，相同熱處理后，未發(fā)現(xiàn)綠油起泡分層現(xiàn)象。

5.化學(xué)分析

5.1 FT-IR分析

FT-IR分析結(jié)果顯示，成翔阿爾法助焊劑及西可阿爾法助焊劑明顯較西可凱斯特助焊劑含有較多丁二酸成分。丁二酸屬有機(jī)酸，是助焊劑中活性劑，對(duì)銅箔表面氧化層具有較強(qiáng)去除作用，起到減小銅箔表面張力，增加潤(rùn)濕力作用。故成翔阿爾法助焊劑及西可阿爾法助焊劑明顯較西可凱斯特助焊劑具有較強(qiáng)化學(xué)活性。

5.2 GC-MS分析

成翔阿爾法助焊劑與西可阿爾法助焊劑GC-MS譜圖接近，含有C7-C11烷烴、1,1,2,3-四甲基-環(huán)己烷、2-環(huán)己基丁烷成分，具有相對(duì)較短烷烴分子鏈。而西可凱斯特助焊劑GC-MS譜圖較前兩者相差較大，含有C10-C16烷烴、三丙二醇丁醚成分，所含烷烴具有相對(duì)較長(zhǎng)的分子鏈。較短的烷烴分子鏈結(jié)構(gòu)，具有鏈纏結(jié)少、活動(dòng)力強(qiáng)、滲透力強(qiáng)的特點(diǎn)。

6.討論與總結(jié)

綜上所述，PCB綠油起泡的原因?yàn)椋篜CB光板涂覆助焊劑后，助焊劑中的活性成分在預(yù)熱階段，弱化了綠油與銅箔的界面結(jié)合力，后續(xù)經(jīng)過(guò)波峰高溫焊接，內(nèi)應(yīng)力增加，導(dǎo)致綠油與銅箔出現(xiàn)界面分層異常。成翔阿爾法助焊劑及西可阿爾法助焊劑中含有較高的丁二酸活性成分，且可揮發(fā)的微量成分中含有相對(duì)較短的烷烴分子鏈，具有相對(duì)較高的活性及滲透能力，所以更容易導(dǎo)致綠油與銅箔界面弱化而分層。

總結(jié)：PCB綠油起泡的原因?yàn)樗没钚暂^強(qiáng)的助焊劑預(yù)熱階段弱化了綠油與銅箔界面結(jié)合力，波峰焊接過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力增加，最終導(dǎo)致綠油與銅箔之間出現(xiàn)起泡分層異常。