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PCBA清洗后失效！同一個位置，同樣的腐蝕，為何偏偏是它？

發(fā)布時間： 2026-03-03 00:00

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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，但有時卻會成為失效的 “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？

為進一步確認(rèn)異物成分，對樣品進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，但在未清洗時被助焊劑覆蓋，未表現(xiàn)出腐蝕；清洗后，殘留的清洗劑進入裂紋，啟動腐蝕。

腐蝕驗證：清洗劑“嫌疑最大”

為驗證哪種輔料對銅具有腐蝕性，進行銅鏡腐蝕試驗（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小時腐蝕效果（異丙醇清洗）

結(jié)論：清洗劑對銅具有強腐蝕性，是導(dǎo)致鍍層下Cu層腐蝕的直接誘因。

PCB熱應(yīng)力驗證：PCB本身耐熱OK

為排除PCB基材問題，進行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”

為何偏偏是這幾個孔？

進一步觀察發(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，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。

改進建議：

PCB來料控制：加強對ENIG工藝Ni層質(zhì)量的抽檢，重點關(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，必要時更換更溫和的清洗劑；
清洗后干燥：加強清洗后的干燥工藝，避免清洗劑殘留；
設(shè)計優(yōu)化：對易殘留位置（如插件孔附近）增加排液設(shè)計或調(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)均來自實驗室真實分析，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

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