







一片看似正常的PCBA,為何會在高溫高濕下"露出馬腳"?
“同樣的PCBA,常溫測試沒問題,一到高溫高濕試驗就漏電。反復排查后,問題指向IC引腳間那些白色析出物。”客戶反饋,“我們嘗試過清洗處理,但問題還是會復發。”
這些白色物質到底是什么?是腐蝕產物?還是制程殘留?
為查清白色析出物的真實身份,客戶提供了6片失效PCBA、2片PCB光板、1罐錫膏及3臺正常成品,委托實驗室做系統分析。
1.外觀檢查:白色異物確實存在
利用體視顯微鏡對異常IC引腳進行外觀檢查,結果如下。
多個引腳間隙之間明顯存在白色異物附著
個別引腳外圍區域也觀察到類似白色異物
白色異物呈不規則分布,與失效IC引腳位置高度重合
失效PCBA異常IC引腳外觀檢查照片
結論:
白色異物主要分布在引腳間隙及周邊區域,形態不規則,呈離散或連續分布。這一步排除了"視覺誤判"的可能——白色物質客觀存在,且空間分布與漏電失效位置高度相關,提示其可能與失效機理直接關聯。
2.表面分析:顆粒狀+結晶化形貌,檢出大量Sn
為了觀察異常引腳位置的形貌及成分,對異常位置表面進行SEM+EDS分析,結果如下。
失效PCBA異常引腳之間及外圍都發現顆粒狀異常形貌,部分位置發現結晶化形貌
失效PCBA異常引腳之間SEM形貌圖
顆粒狀位置除含C、O元素外,還含有16.6 wt% ~ 25.2 wt%的Sn,顯著高于無顆粒位置(<3.4 wt%)
無顆粒位置幾乎僅含C元素,Sn含量極低
引腳外圍個別位置檢出Ba等元素,可能與基材或環境因素有關,但非白色異物主體成分
失效PCBA異常引腳之間成分測試結果(wt.%)
結論:
白色異物并非單純的助焊劑有機殘留,而是錫元素高度富集的反應產物,提示焊錫參與了該異物的形成過程。
3.FT-IR分析:鎖定"松香"主體身份
為了確認引腳白色異物成分,利用FT-IR技術分別對引腳之間異物、引腳外圍異物及錫膏熔融后殘留助焊劑進行對比分析,結果如下。
引腳之間及引腳外圍異物與助焊劑的紅外特征吸收峰高度吻合,主要成分為松香(Rosin)——錫膏助焊劑體系的主體樹脂成分
異常引腳之間、引腳外圍及錫膏熔融后殘留助焊劑紅外譜圖
結論:
白色異物以助焊劑殘留物為有機基質,其中嵌入了含錫的結晶/顆粒狀無機物,形成有機-無機復合析出物。
失效機理鏈:
助焊劑殘留(含活性劑)
↓ 長期駐留 + 吸濕
與焊錫表面氧化物發生化學反應
↓
生成錫鹽結晶物(Sn富集)
↓ 高溫高濕 + 工作電壓(電場)
引腳間絕緣電阻顯著降低
↓
漏電異常
根本原因:
引腳之間白色異物主要為助焊劑中活性成分與焊錫氧化物作用后,所生成的錫鹽結晶物,此結晶物含有較高的Sn元素,在水汽及電場環境下,將存在絕緣電阻降低的風險。
改進建議:
對錫膏按照有關標準進行表面絕緣電阻(SIR)及電化學遷移(ECM)評估。





