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在電子制造的PCBA加工環(huán)節(jié)中，清洗、涂覆是提升產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵工序，但有時(shí)卻會(huì)成為失效的 “導(dǎo)火索”。
某PCBA產(chǎn)線反饋，產(chǎn)品經(jīng)清洗+涂覆后，多個(gè)板子在固定位置的測試孔環(huán)周圍出現(xiàn)綠色異物，失效率高達(dá)60%。失效位置驚人一致：通孔1、通孔2及背面Pad3。
委托方提供了多個(gè)批次的樣品，包括：
同批次PCB光板
組裝后未清洗樣品
清洗后失效樣品
涂覆后失效樣品
同時(shí)還送來了清洗劑、錫膏、助焊劑、涂覆液等輔料，希望能從源頭找出問題。
外觀檢查：綠毛只在特定環(huán)節(jié)出現(xiàn)
首先進(jìn)行外觀對比檢查：
涂覆后樣品：失效位置孔環(huán)周圍有明顯的綠色異物，鍍層破損、疑似腐蝕。
涂覆后失效樣品外觀圖片
清洗后樣品：同樣位置出現(xiàn)綠色異物，但多分布在孔環(huán)邊緣。
清洗后失效樣品外觀圖片
組裝后未清洗樣品：相同位置無綠色異物，但可見白色殘留物，疑似助焊劑殘留。
組裝后未清洗樣品外觀圖片
結(jié)論初步指向：綠色異物的出現(xiàn)與清洗、涂覆工序相關(guān)，且失效位置高度一致。
FTIR分析：綠色異物里有什么？
為進(jìn)一步確認(rèn)異物成分，對樣品進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜分析，結(jié)果如下：
FTIR測試結(jié)果
分析發(fā)現(xiàn)，綠色異物中的丙烯酸樹脂與三防漆成分一致，但無法直接證明與清洗劑有關(guān)。這說明，綠毛本身“包裹”了三防漆，但它的“根”可能在其他地方。
SEM+EDS成分分析：腐蝕產(chǎn)物浮出水面
使用掃描電鏡+能譜分析綠色異物的元素組成：
涂覆后失效樣品：異物含C、O、Ni、Cu，少量P、Au → 鍍層腐蝕產(chǎn)物。
涂覆后失效位置孔環(huán)表面EDS結(jié)果
清洗后失效樣品：同樣含C、O、Ni，少量Cu、P、Au → 同為鍍層腐蝕產(chǎn)物。
清洗后失效位置孔環(huán)表面EDS結(jié)果
結(jié)論：綠色異物本質(zhì)是鍍層腐蝕的產(chǎn)物，Ni層已破損，Cu層被腐蝕。
切片分析：Ni層裂紋是“元兇”
對失效位置進(jìn)行切片觀察：
涂覆后失效樣品：Ni層多處破損，拐角處Cu層被腐蝕。
涂覆后失效位置切片截面圖
清洗后失效樣品：同樣發(fā)現(xiàn)Ni層破損、裂紋。
清洗后失效位置切片截面圖
未清洗樣品：Ni層完好，未見腐蝕。
未清洗樣品切片截面圖
PCB光板：個(gè)別孔拐角處已存在Ni層裂紋。
光板通孔切片截面圖
這意味著：Ni層裂紋在PCB來料階段就已存在，但在未清洗時(shí)被助焊劑覆蓋，未表現(xiàn)出腐蝕；清洗后，殘留的清洗劑進(jìn)入裂紋，啟動(dòng)腐蝕。
腐蝕驗(yàn)證：清洗劑“嫌疑最大”
為驗(yàn)證哪種輔料對銅具有腐蝕性，進(jìn)行銅鏡腐蝕試驗(yàn)（IPC-TM-650 2.3.32）：
20分鐘：清洗劑區(qū)域銅膜明顯被腐蝕穿透，其他區(qū)域無明顯變化。
20分鐘腐蝕效果
24小時(shí)后：清洗劑區(qū)域銅膜完全腐蝕，助焊劑、錫膏、涂覆液區(qū)域無明顯變化。
24小時(shí)腐蝕效果（異丙醇清洗）
結(jié)論：清洗劑對銅具有強(qiáng)腐蝕性，是導(dǎo)致鍍層下Cu層腐蝕的直接誘因。
PCB熱應(yīng)力驗(yàn)證：PCB本身耐熱OK
為排除PCB基材問題，進(jìn)行288℃浮錫3次熱應(yīng)力測試：
外觀無鼓包、變色；
浮錫3次后外觀檢查結(jié)果
內(nèi)層無分層、起泡；
浮錫3次內(nèi)層結(jié)構(gòu)檢查結(jié)果
說明：PCB具備耐受3次高溫沖擊能力，基材合格，不是失效主因。
固定位置腐蝕的“密碼”
為何偏偏是這幾個(gè)孔？
進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)：
失效孔位靠近插件電容和貼片連接器；
波峰焊過程中，這些位置容易殘留助焊劑；
清洗時(shí)，板子放置方向?qū)е虑逑磩┰谶@些位置匯聚、殘留；
EDS結(jié)果顯示綠色異物中Sn含量高，佐證了波峰焊殘留的存在。
清洗劑 + 助焊劑殘留 + Ni層裂紋 + 潮濕環(huán)境 = 固定位置的腐蝕反應(yīng)。
根本原因：
PCB焊盤Ni層存在制造工藝缺陷（裂紋），波峰焊后該位置殘留助焊劑，清洗過程中清洗劑殘留并匯聚于此。清洗劑中的活性成分在潮濕環(huán)境下透過Ni層裂紋腐蝕Cu層，生成綠色腐蝕產(chǎn)物。
改進(jìn)建議：
PCB來料控制：加強(qiáng)對ENIG工藝Ni層質(zhì)量的抽檢，重點(diǎn)關(guān)注孔環(huán)拐角Ni層完整性；
清洗工藝優(yōu)化：評估清洗劑對鍍層的腐蝕性，必要時(shí)更換更溫和的清洗劑；
清洗后干燥：加強(qiáng)清洗后的干燥工藝，避免清洗劑殘留；
設(shè)計(jì)優(yōu)化：對易殘留位置（如插件孔附近）增加排液設(shè)計(jì)或調(diào)整清洗方向；
過程監(jiān)控：增加清洗后、涂覆前的顯微鏡抽查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。
聲明：本案例已做脫敏處理，所有數(shù)據(jù)均來自實(shí)驗(yàn)室真實(shí)分析，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。
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