电子信息业的发展趋势对PCBA的组装工艺的要求越来越高，而电子整机产品的可靠 性和质量主要决定于PCBA的可靠性和质量水平，在工艺实践以及PCBA的失效分析中， 作者发现PCBA上的残留物对PCBA的可靠性水平影响极大，但不为人们特别是工艺工程 师或相关的品质控制人员的重视，尽管这种状况目前正在发生变化。但由于PCBA的可靠 性问题常常是用户使用一段时间后才发生，同时各厂家的技术手段所限，没有能够将这些失 效现象与残留物的存在联系起来，也就无法了解和评估残留物对PCBA的可靠性的影响。而在残留物中，无机残留物会减小绝缘电阻，增加焊点或导线间的漏电流，在潮湿空气条件 下，会使金属表面腐蚀，有机残留物（如松香、油脂等）会形成绝缘膜，这会防碍连接器、 开关、继电器等的接触表面之间的电接触，这些影响会随环境条件的变化及时间延长会加剧， 引起接触不良甚至开路失效。

因此，为了 PCBA 的可靠性和质量，必须严格控制残留物的存在，必要时必须彻底清 除这些污染物。本文首先介绍残留物的来源、分析方法、然后详细分析残留物对PCBA 可 靠性的影响并提出对残留物的控制措施与方法。

1.    残留物的类型及来源

PCBA 上残留物主要来源于组装工艺过程，特别是焊接工艺过程。如使用的助焊剂残 留物，焊剂与焊料的反应副产物，胶粘剂，润滑油等残留。其他一些来源的潜在危害性相对 较小，比如元器件及 PCB 本身生产运输等带来的污染物、汗渍等。这些残留物一般可以分 为三大类。一类是非极性残留物，主要包括松香，树脂，胶，润滑油等。这些残留物只能用 非极性溶剂进行清洗方可较好地除去。第二类是极性残留物，也叫离子性残留物，主要包括 焊剂中地活性物质，如卤素离子，各种反应产生的盐类，这些残留物需要较好地除尽，必须 使用极性溶剂，如水，甲醇等。还有一类残留物为弱极性地残留物，主要包括来自焊剂中的 有机酸碱，这些物质的去除要获得良好地效果，则必须使用复合溶剂。下面具体地介绍残留 物基本类别。

1.1   松香焊剂的残留物 

含有松香或改性树脂的焊剂，主要是由非极性的松香树脂及少量的卤化物与有机酸，有

机溶剂载体组成，有机溶剂在工艺过程中会因高温而挥发除去。卤化物有机酸（如己二酸）等活性物质主要是去除被焊表面的氧化层，改进焊接效果，但是在焊接中，复杂的化学反应过程改变了残留物的结构。产物可以是未反应的松香、聚合松香、分

解的活性剂以及卤化物等活性剂，同锡铅的反应产生的金属盐，未发生变化的松香及活性剂比较易于除去，但具有 潜在危害的反应物清除比较困难。

1.2   有机酸焊剂残留物 

有机酸焊剂（OR）一般是指焊剂中的固体部分是以有机酸为主的焊剂，这类焊剂的残

留物，主要是未反应的有机酸，如乙二酸、丁二酸等以及其金属盐类。现在市面上绝大多数所谓无色免清洗助焊剂就是这一类，它主要由多元有机酸组成，也包括常温下无卤素离子， 而焊接高温时可以产生卤离子的化合物，有时也包括极少量的极性树脂，这类残留物中，最 难除去的就是有机酸与焊料形成的盐类，它们的有较强的吸附性能，而溶解性极差。当PCBA 的组装工艺使用水溶性焊剂时，更大量这类残留物及卤化物盐类会产生，但由于及时的水性 清洗，这类残留物可以得到很大程度的降低。

1.3白色残留物

而PCBA 的白色污染物，一般多为焊剂的副产物，但PCB的质量不良，如阻焊漆的吸 附性太强，会增加白色残留物产生的机会。常见的白色残留物是聚合松香，未反应的活化剂以及焊剂与焊料的反应生成物氯化铅或溴化物等，这些物质在吸潮后，体积膨胀，部分物质还与水发生水合反应，白色残留日趋明显。，这些残留物吸附在PCB上除去异常困难。天然 松香在焊接工艺中易产生大量的聚合反应。若过热或高温时间长，出问题更严重，从焊接工艺前后的 PCB表面的松香及残留物的红外光谱分析结果

1.4胶粘剂及油污染

PCBA 的组装工艺中，常会使用到一些黄胶，以及红胶，这些胶用于固定元器件。但由 于工艺检测的原因，常常粘污了电连接部位，此外焊盘保护胶带后撕离的残留物会严重影响 电接性能。另外，部分元件，如小型电位器常涂有过多的润滑油，也会污染PCBA 板面， 这类污染的残留，经常是绝缘的，主要影响电连接性能，一般不会造成腐蚀，漏电等失效问 题。

2    残留物的分析方法

按最近的 EIA/IPC J－STD－001C（电子电气焊接技术要求，2000年2 版）的标准，对 PCBA 组装前各配件表面的残留量以及焊后的 PCBA 的残留量的要求，则首先必须保证各配 件的可焊性的要求，PCB 裸板必须外观清洁，且等价离子残留量小于 1.56mgNaCl/cm2（溶 剂萃取法）。而对 PCBA 除了离子残留量不大于 1.56mgNaCl/cm2 以外，还规定了松香树脂焊 剂残留量的要求，以及外观的要求

2.1外观检查 一般可通过目测方式检查，必要时使用放大镜或显微镜，主要观察固体残留物，通常要求PCBA表面必须尽可能清洁，无明显的残留物，但这是一个定性的指标，通常以用户的要求为目标，自己制定检验判断标准，以及检查时使用放大镜的倍数。

2.2   离子性残留物分析方法

离子性残留物通常来源于焊剂的活性物质，如卤素离子，酸根离子，以及腐蚀产生的金

属离子，结果以单位面积上的氯化钠（NaCl）当量数来表示。即这些离子性残留物（只包 括那些可以溶入在溶剂）的总量，相当于多少的NaCl的量，并非在 PCBA 的表面一定存在 或仅存在 NaCl。测试一般都是采用 IPC方法（IPC-TM-610.2.3.25），其中包括手工萃取法， 动态（仪器）萃取法以及静态（仪器）萃取法。冲洗（或萃取）溶剂（一般是75±2％V/V 异丙醇与 DI 水，或者 50±2％V/V异丙醇与DI 水，后者少用）冲洗 PCBA 表面，将离子残 留物溶解于溶剂中，小心收集溶剂，后测量其电导率（电阻率），如果使用仪器则自动进行。利用离子浓度的高低与电阻率变化的关系求得离子总量，然后除以PCBA的表面积，由此 获得单位面积PCBA上的离子污染值。（mgNaCl/cm2）这种测试一般事先用基准的NaCl配 成溶液，进行校准得到标准曲线。