做SMT贴片的工厂碰到焊接不良——虚焊、桥连、焊点发暗——第一反应是怀疑锡膏或者回流焊温度曲线有问题。排查了一圈锡膏和炉温都没问题的话,下一个方向就是查助焊剂残留。助焊剂残留多了会降低焊点的绝缘电阻、导致电迁移、影响三防漆的附着力。这些问题的根源可以通过成分分析来定位。
助焊剂残留物分析的第一步是确认残留物的成分类型。用FTIR-ATR直接在焊点附近区域测试——松香型助焊剂在1690-1720cm⁻¹有C=O吸收峰(松香酸的羧基)、在2930cm⁻¹有C-H伸缩峰。水洗型助焊剂残留物的FTIR谱图常见羧酸盐的吸收——因为助焊剂中的有机酸在焊接高温下跟金属氧化物反应生成了金属羧酸盐。如果FTIR判断不了,下一步是取样做IC离子色谱分析。按IPC-TM-650方法2.3.28标准,把焊点周围区域用去离子水或异丙醇/水混合液萃取,然后分析萃取液中的阴离子。氯离子Cl⁻和溴离子Br⁻是强腐蚀性离子,含量超过1μg/cm²就可能引发电化学迁移。
去年一个汽车电子客户的PCBA模块在做可靠性测试时出现间歇性短路,换了三批锡膏都没解决。后来我们取样做了离子色谱,焊点区域氯离子含量到了3.8μg/cm²,但锡膏本身的氯含量是合格的。继续追查发现是清洗用的去离子水本身含有微量氯离子,清洗完没有充分漂洗干净,氯残留在板子上。换了合格的去离子水、增加一遍漂洗工序后问题没有再出现过。这个案例的教训是:焊接不良的原因不一定是锡膏,助焊剂残留和清洗水质量同样可能是元凶。成分分析就是一个溯源工具——从缺陷点倒查回去,一步一步找到根因。
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