助焊剂腐蚀失效案例分析
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业 4.走板速度太快(FLUX未完全挥发,FLUX滴下)或太慢(造
教
成板面热温度太高)。
学 资 5.工艺问题(PCB板材不好,同时发热管与PCB距离太近)。
源
建
设
湖南铁道职业技术学院
三、腐 蚀(元器件发绿，焊点发黑)
应 用
(预热温度低,走板速度快)造成FLUX残留
电 多，有害物残留太多。
子 技 ,焊完后未清洗或未及时清洗。
湖南铁道职业技术学院
十、上锡不好,焊点不饱满
应 用
1.使用的是双波峰工艺，一次过锡时FLUX中的有效成
电
分已完全挥发
子 技
2.走板速度过慢，使预热温度过高
三、腐 蚀(元器件发绿，焊点发黑) D、手浸锡时操作方法不当
业 三、腐 蚀(元器件发绿，焊点发黑) 教 D、发生了连焊即架桥。 ,焊完后未清洗或未及时清洗。
,焊完后未清洗或未及时清洗。
(预学热温度低,走2板）速度快P)C造B成的FLUX问残留题：如：PCB本身阻焊膜脱落造成短路
三、腐 蚀(元器件发绿，焊点发黑)
术 CB、溶活剂化：剂这：里烟指雾F大L、UX且所有用刺溶激剂性的气气味味或刺激性气味可能较大
1B．、可锡通液过未选达择到光正亮常型工或作消温光度型，的焊F点LU间X有来“解锡决丝此”问搭题桥；。
专 十一、FLUX发泡不好 2D、、锡手液浸温锡度时或操预作热方温法度不过当高
12．、可 锡通液过温选度择或光预亮热型温或度消过光高型的FLUX来解决此问题；
术
专
业
教
学
资
源
建
设
湖南铁道职业技术学院
四、连电，漏电(绝缘性不好)
应 用
设计不合理，布线太近等。
助焊剂组成对SAC105锡膏铺展及焊后残留腐蚀的影响
' 统研究 2-5]# 膏助焊剂组成一般包含活性
剂、成膏体、酸碱 剂等，化成分较多，
膏铺展
及焊后残留腐蚀影响的机理及作用过程 #
目
前已有研究活性剂对提高铺展以及酸碱 剂对减少
焊后残留腐蚀的报道， 成膏体的研究一
其对提高锡膏成膏性的作用上，而且这些研究大多专
注于配方的改进，助焊剂组成同时对铺展和焊后残留
越多的金属离子，这导电性 的金属离 焊
后残留散布 型线路板上，这
导致焊后
SIR值的降低。有机酸和金属氧化物的化学反应式见
式⑴。
2RCOOH+MeO"Me (RCOO)2+H2O (1)
式中:RCOOH为有机酸;MeO为金属氧化物；Me(RCOO)2 为反应产物。
2.5成膏体的影响 松香因具有粘接性
腐蚀影响的规律有一步深入研究⑷。 在前期研制并已商用的Snl.0Ag.5Cu锡膏基础
上， 统研究了 膏助焊剂 性剂、成膏 及酸碱 剂 膏铺展及焊后残 腐蚀的影响， 了 膏助焊
剂组成对铺展及焊后残留腐蚀影响的规律，为膏助焊 剂的进一 发提供理论依据和实际应用参考。
1试验方法
1.1铺展率的测定
铺展性
膏最为重要的性
Байду номын сангаас
展率、降低助焊剂pH值及焊后SIR值，当三乙醇胺含量为1.0%时，焊后SIR值最大，为1.6 + 1012
关键词：锡膏；助焊剂；焊后残留腐蚀；表面绝缘电阻 中图分类号：TG425
0 前言
随着电子制造技术特 表面贴装技术(Surface
Mounting Technology, SMT)的不断创新与进步，作为
SMT中最基本的焊接材料的锡膏 越来越多研究者
【案例评析】助焊剂引起爆炸,原因何在？[最新]
![【案例评析】助焊剂引起爆炸,原因何在？[最新]](https://img.taocdn.com/s3/m/6eed1da9f021dd36a32d7375a417866fb84ac0b1.png)
助焊剂引起爆炸，原因何在？[事故经过]某股份公司部装车间汤某在职工食堂吃过中饭后，返回车间准备上班。
为了清理上午使用时流淌在地面的液体助焊剂，遂用打火机点燃，导致放在车间门口边上塑料桶内约25公升的助焊剂燃爆，造成2死9伤的重大伤亡事故，其本人亦被严重烧伤。
据调查，事发当日10时许，因点焊线圈所需的助焊剂已用完，汤某经车间主任及分管厂长审批后到公司仓库去领。
本来要求领用24瓶500毫升装的助焊剂，因库存只有17瓶，汤某说不够，于是仓库保管员让他拿了一桶25公升助焊剂。
领取后，汤某与另一员工分别从塑料桶中倒过2次。
由于倾倒时流到地面的助焊剂较多，汤某怕被公司领导发现后受批评，想将它处理掉，遂用打火机点燃。
着火后火势迅速蔓延，汤某一看不对，急忙用双脚去踏，但无法踩灭。
火势随着流淌在地面的助焊剂，蔓延到放在车间门口装满助焊剂的塑料桶。
因遇到明火，温度突然升高引起爆炸。
顷刻之间，整个车间烟火弥漫，前后经过只有几分钟，全车间11位员工均被烧伤。
其中2人送往医院抢救途中死亡，其余9人全身多处不同程度被烧伤。
经鉴定，其中2人完全丧失劳动能力，其余分别为6级至10级伤残。
[原因分析]造成该事故的原因有主观与客观原因，也有直接与间接原因，应作具体分析：（一）汤某违章操作，这是造成该事故的直接原因人。
只因他年轻无知，不懂日常使用的助焊剂化学性能特点，遇到上述情况后，不知道该如何处理，便用打火机点燃，才引发这起重大事故。
（二）培训不切实际，缺乏针对性。
据了解，尽管该公司对员工进行过一般性培训，但这些点焊工每天跟助焊剂打交道，却不知道助焊剂性能特点。
主要原因是没有从实际出发，针对岗位特点进行培训，致使该车间员工对助焊剂性能认识不足。
据事后调查时汤某说，上岗前没有经过专门培训，也没有人跟他说应当如何使用。
因此，他原先根本不懂。
如果事前明确告知其使用助焊剂有何危险，使用时应当注意哪些问题，不管怎样，汤某也绝不会用打火机去点燃。
电装基础240：助焊剂残余物中高锡含量引起短路故障的原因探讨
电装基础240：助焊剂残余物中高锡含量引起短路故障的原因探讨提问：产品在做温度循环试验后，发现焊点间出现白色物质，类似于助焊剂残留，第三方检测白色残留物中含有锡元素，导致相邻焊点短路，产品失效，这个产品焊后不清洗。
表1:残留物检测元素含量比廖小波：如果能确认以下两点：①白色物质确实是在绿油表面（如果在表面的话，用小刀可以刮除）；②确认确实是产生在试验以后（可以通过试验前板面正常），那么，这些白色物质应该就是助焊剂残留。
通常，大家都认为，助焊剂残留物的主要成分是松香，而松香怎么会导电呢？从理论上讲，纯粹的松香树脂确实是不导电的。
但助焊剂残余物中，除了有松香类树脂之外，还会有微量焊接过程中尚未完全分解的助焊剂活性物质。
这些残余物引发的问题，最多的是引发焊点腐蚀，很少表现为在极短的时间内使板面绝缘电阻急剧下降，甚至引发相邻焊点短路。
但是，如果这些白色物质中残留有较高含量的锡和锌的氧化物，情况就不一样了，氧化锡和氧化锌都是导电倾向较为强烈的n 型半导体材料，残留于板面会大幅降低板子的表面绝缘电阻，是一件不难理解的事。
本案例中的这块故障板，从外形上看，应该是一款经历过波峰焊的产品。
既然“焊后未作清洗”，一定是使用的所谓“免清洗助焊剂”。
免清洗助焊剂包含低松香型和无松香型，对于后者，虽然无松香，但会含有与松香树脂性能相似的合成树脂。
这些树脂类化合物完全有可能在裏带了熔融焊料中锡的氧化物后，残留在板面上。
锌的氧化物，则有可能来自于焊料中添加的微量的锌元素。
残留于板面的松香或合成树脂化合物，在刚焊接完毕的板子表面，是以极薄的透明状固态物质存在的，由于尚未吸潮，因而绝缘性会比较好。
但是，在通常情况下，助焊剂残余物中不会只有松香或合成树脂，多少都会残留一些尚未高温分解完毕的活性剂。
这些活性剂的残余物会大幅提升松香或合成树脂的吸潮性，从而使印制板表面的助焊剂残余物在湿热条件吸收空气中的水分，形成松香树脂类化合物的水合物（以下简称“松香树脂水合物”）。
焊点失效分析技术与案例-经典共52页文档
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
焊点失效分析技术与案例-经典
6
、
露
凝
无
游
氛，天高风景澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
52
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
合明科技分享波峰焊接中由助焊剂所引发的缺陷现象及助焊剂在波峰焊接中的作用机理和综合能力评估
考察出来。
4.2 如何理解助焊剂的腐蚀性 从化学角度看，每一种有效的助焊剂均必然在某种程度上具有腐蚀性，否则，它就不能从被焊表面清洗
掉氧化膜。我们所说的腐蚀性关注的是指在完成钎接后在装配件上残留的助焊剂及其残余物的化学危险性，并由
此而确定助焊剂的理化指标要求。
5 波峰焊接用助焊剂的特性要求及其能力的评估
充分关注的。
⑵ 保护功能：在上述分析中可见助焊剂在波峰焊接过程中的另一个极为重要的作用是助焊剂的保护功能。保
护功能的实现在松香型助焊剂中是通过松香这一媒介来实现的，而在免清洗助焊剂中则是通过高沸溶剂这一媒质
来贯彻始终的。免清洗助焊剂中保护功能的强弱对波峰焊接的成败关系很大。而且该功能必须通过上机运行才能
5.1
供方应提供的能力指数
序项
目
指标要求
备注
5.1.1 号
理化指标：
1 外观
体
2 气味 按表 1 3 固体含量(wt%) 记录。 4 卤素含量
无刺激性气味 ≤2 %
0
5 密度 (g / cm 20℃) 0.800～0.820
供方每批提交的产品均应 规定提供完整的理化分析
表 1 理化指标要求
6 PH值
表 2 助焊剂的应用工艺数椐
5.2 使用方的动态能力试验(使用方验收试验)
使用方按特定的动态能力试验工艺规范(可由供方和用方共同协商确认)，按照供方提供的应用数据，上
机进行焊接试验，助焊剂应确保下列要求：
⑴ 对金属化孔透焊性良好；
⑵ 焊接缺陷率低；
⑶ 焊点洁净、轮廓敷形好；
⑷
PCB 板 面 的 清 洁 度 ( 助 焊 剂 残 留 物 、 颗 粒 物 、 氯 化 物 、 碳 化 物 和 白 色 残 留 物 ) 应 符 合
设备腐蚀与失效案例
环境方面 金属离子浓度差异
氧含量的差异 温度差异
•腐蚀电池的种类
根据构成腐蚀电池的电极尺寸大小可将腐蚀电 池分为两大类： 宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。
宏观腐蚀电池：指阳极区和阴极区的尺寸较大，区分明 显，肉眼可辩。
微观腐蚀电池：指阳极区和阴极区尺寸小，肉眼不可分 辨。
宏观腐蚀电池：
1. 异种金属接触 2. 浓差电池： 比如氧浓差电池，氧浓度低的部位为
❖解理断裂前几乎没有塑性变形，宏观特征是结晶状 小刻面，“放射状”或“人字形”花样
❖解理断裂的微观形貌特征：河流花样、解理台阶、 舌状花样、扇形花样、羽毛花样等。
15:39
解理台阶
❖解理裂纹很少是沿一个晶面发生开裂，而是跨越若 干个相互平行的解理面，并以不连续方式开裂。
❖如解理裂纹是沿两个互相平行的解理面扩展，则在 两个平行的解理面之间产生解理台阶。另外，当解 理裂纹由一个晶粒向另一个晶粒扩展时，在两个晶 粒的交界处也形成台阶。
点蚀集中于金属表面的很小范围并深入到金属内部， 一般直径小而深度深。
点蚀
点状腐蚀是一种高度局部性腐蚀，呈现小孔或麻坑 状。它能够在被隔离部位发生，或者麻坑相当密集， 看起来很像均匀腐蚀。点状腐蚀很难检测，因为它 往往会在金属表面以下达到一定深度，并且通常被 腐蚀产物所覆盖。设备失效通常表现为一处或多处 腐蚀穿孔，只有很少情况是完全损坏的。
15:39
火焰切割取样应注意 ａ.切割所经过的地方和近邻，是否需要表层质量（缺
陷）和内部质量（缺陷）的数据。如果需要，就应 事先对该部位进行无损检测。 ｂ．切割时考虑远离断口或裂纹，防止产生不利后果 。 ｃ．切割前要宏观照相，记载将要失去的图象和切取 试样的部位。 ｄ．避免熔滴飞溅到断口面上。
PTH孔阻焊塞孔不良电化学腐蚀失效分析与改善
PTH孔阻焊塞孔不良电化学腐蚀失效分析及改善阻焊塞孔不饱满以及裂纹会导致孔铜暴露于空气中，当使用环境湿度较大时，物体表面会形成液膜，在整机使用的过程中，孔铜、液膜与焊盘形成电解池，发生电化学反应，使孔铜腐蚀，出现PTH孔内局部孔铜缺失的现象，导致整机信号不良。
文章分享一例阻焊塞孔黑色异物失效分析方法，并结合液膜理论及电化学腐蚀理论对失效机理进行分析，为阻焊塞孔不良导致PTH孔孔铜腐蚀失效分析提供理论依据。
1、前言随着电子产品质量稳定性和功能要求不断提高，对印制电路板的质量和品质要求也越来越严格，为了防止在焊接过程中的锡珠、焊接后的化学试剂以及环境中的潮气进入镀通孔（Plated through hole，简称PTH孔），提高PCB的使用性能和抗恶劣环境的能力，除元器件插装孔、散热孔、测试孔外，其余PTH孔均采用油墨塞孔[1]。
然而，阻焊塞孔不饱满以及阻焊塞孔裂纹将会导致在整机通电后PTH孔孔铜发生腐蚀，出现信号不良的失效现象。
虽然此过程非常缓慢，往往在PCB生产厂商无法在出货前筛选出来，而在整机适用几年后会出现信号不良的现象，对PCB的可靠性造成不良影响。
文章将对一例PTH孔孔铜腐蚀案例进行失效分析并对机理进行探究，并提出改善阻焊塞孔质量的方法，以减少由阻焊塞孔不良造成的品质问题。
失效点形貌如图1所示。
图1 失效点形貌失效点为阻焊塞孔，阻焊塞孔周围存在黑色异物。
该板使用于沿海地带3年。
2、异物成分分析通过立体显微镜、金相显微镜及电子显微镜对异物形貌进行观察，并通过能谱仪分析异物元素，如下图2所示。
由图a、图b，孔铜腐蚀产物为黑色固体物质，由图c、图d可以看出，黑色固体物质的形貌为晶体状，对黑色异物进行X射线能谱分析，如图e、图f，其主要元素为C、O、Si、S、Cu，而且铜的含量最高。
3、原因分析3.1 切片分析取孔口有异物和无异物的PTH孔分别进行切片分析，并使用金相显微镜和扫描电镜进行形貌观察，结果如图3所示：图3切片分析结果（图a：有异物孔形貌；图b、图c：孔铜腐蚀放大图；图d、图e、图f：无异物孔形貌）由图a、图b、图c可知，孔口位置处阻焊与孔铜之间有明显裂缝，且裂缝位置处的孔铜已被腐蚀，出现部分孔铜缺失的现象。
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助焊剂腐蚀失效案例分析
中国赛宝实验室可靠性研究分析中心
邱宝军邹雅冰
1 前 言
随着国内外环保要求的不断提高，电子产品正全速向低毒、低碳方向前进，由此也引发产品制造业向无铅、无卤方向快速发展。
由于无铅焊料的焊接温度范围受到PCB和元器件耐温要求的限制，特别是无铅焊料本身的润湿性较锡铅焊料差，无铅焊接工艺的难度大大得提高，由此导致大量的焊接工艺缺陷。
为了客服无铅工艺焊接能力较差的问题，人们纷纷开发了更加适合无铅焊接的焊接辅助材料，其中新型无铅助焊剂在提高无铅焊接能力上起到了很大的作用。
但是，助焊剂要起到助焊作用，必然要添加很多化学材料以除去焊料和焊接材料的氧化物，同时降低焊料的表面张力。
在利用无铅助焊剂的强去除氧化物，提高焊接质量的同时，必须注意其带来的副作用，如对铜的腐蚀、焊接残留物的腐蚀迁移等。
本文以案例的形式，介绍了无铅助焊剂使用不但导致PCB腐蚀的案例，给广大的读者以参考。
2 案例背景
某电视整机制造单位反映其PCBA过完一次回流后，人工在PCB焊接面刷了一层助焊剂，而且这批板子中有些板子还放置了2-3天的时间，然后进行波峰焊接的，焊接后发现大量的铜出现腐蚀现象，严重腐蚀处焊盘铜全部腐蚀，腐蚀比例搞到80%以上。
3 分析过程
显然，从失效样品描述的信息看，样品失效比例很高，且失效位置均位于PCB刷助焊剂一面，由此导致PCB腐蚀的原因可能与预涂助焊剂有关，为了进一步确认失效的原因，必须对失效样品的失效位置，失效特征等进行详细分析。
3.1 外观检查
对失效品进行外观检查，仅发现在裸露的孔环、表贴焊盘及板面上的导线均有缺失现象，铜层缺失位置还残留有锡珠，基板未见明显变色，无爆板分层，代表照详见图1。
裸铜缺失
裸铜缺失
图1 PCB焊盘腐蚀外观形貌
3.2 金相切片分析
对出现裸铜脱落的表贴和插装元器件焊点作金相切片分析，发现裸铜脱落位置的基材上零星还残留一些铜在基材中，在铜层尚还有保留的位置也可明显观察到铜层明显逐渐变薄的痕迹，详见图2；对外观
表现为无裸铜脱落位置的元器件焊点作金相切片分析，发现良好焊锡下的铜焊盘局部铜层也有缺失，就是尚存的铜层厚度也在6-8μm，个别地方不足4μm，而绿油下的铜层厚度在30μm左右，详见图3。
图2发生裸铜脱落的表贴位置截面照
图3 外观表现良好的位置截面图
3.3 工艺模拟
将委托单位所送的助焊剂涂覆在所送的空板的焊接面上，并在试验室环境下放置96小时后再作参照J-STD-003B作255℃、5秒的漂锡，试验后对焊盘再作金相切片，发现焊锡下的铜层比绿油下的铜层厚度明显减少，详见图4。
图4工艺模拟后焊盘截面照片
4 综合分析及结论
失效品裸铜脱落处的基材面上还零星残留一些铜，且个别脱落位置还有很薄的铜且铜上有焊锡，而外观表现为裸铜无脱落的焊盘或孔环上的铜层厚度在6-8μm，个别位置铜厚不足4μm，而绿油下铜厚在30μm，此结果表明失效品上所有裸铜均不同程度的变薄。
利用委托单位送的与失效品相同的PCB板、同类型同厂家的助焊剂作当时失效品的工艺模拟，将助焊剂涂覆在空板上，放在试验室环境下暴露96小时后作漂焊，发现焊锡位置的铜层厚度明显减少，但是减少的程度低于失效样品呈现的特征。
结合失效品所经历的工艺特征，可以判定当时使用的助焊剂腐蚀性太强，在涂覆后与铜层发生较强的化学反应，使铜层减薄，而随着焊接次数及助焊剂在裸铜表面停留时间的增加，反应量的增大，铜层厚度减少量也随之增加。
助焊剂在PCB板面涂刷2天后才焊接，时间确实过长，违反一般的焊接工艺要求，特别是腐蚀性过高的情况下会反应掉一部铜。
综合上述 分析可知：裸铜脱落主要原因是当时使用的助焊剂腐蚀性太强腐蚀铜所致；而多次的焊接，焊料的溶铜效应也会促进铜层的进一步减薄，加之助焊剂本身的腐蚀作用，造成随着焊接次数的增加，裸铜脱落的不良率也随之升高。
显然，裸铜脱落主要原因是使用的该批次助焊剂腐蚀性太强腐蚀铜所致的。
5 建 议
从上述案例可以看出，盲目追求其焊接效果而选用腐蚀性强的助焊剂将导致非常严重的后果，由此在助焊剂选择时，除考察期助焊性能外，还应该充分考虑其对产品可靠性的影响，特别是腐蚀性，耐迁移能力的影响。