logo一、PCBA加工中经常被说的白斑是指
部分PCBA加工完成品可能出现白斑问题，白斑现象一般出现在焊接过程或焊接后的清洗过程中，主要表现在PCB表面、销及焊接点表面或周围出现白斑或白色残留物，白斑物质的成分有结晶松香、松香变性物、有机和无机金属盐、组焊剂、助焊剂或可能是在清洗剂等反应物和焊接高温下产生的其他化学物质。但是，大部分来自助焊剂的松香或水溶性酸发生化学变化，生成的物质比原来的组成更难溶于清洗剂。
一般来说比较缓慢的树脂残留物可以在相似相溶原理和溶解系数作为理论基础、使用不同的溶剂组合实现膨胀和溶解后进行清洗除去。但是，有机酸会产生锡、铅等金属及其金属氧化物和金属皂化反应，形成羧酸盐，温度越高时间越长。这样的硬质金属盐一般不能除去溶剂，需要用超声波来支援清扫。因此，通过减少过程中的温度和缩短时间，可以减少残留物的形成。另外，焊接后的有机物的变性给洗净剂的成分配置带来了困难，再加上组焊剂的品种和PCB生产过程中的化学干涉，焊剂中的一些溶剂的介入破坏了组焊剂本来的表面质量，出现了白斑现象，准确地选择了清洗剂。
白斑的种类很多，PCBA因为对加工产品的品质有一定的影响，所以需要特定不同种类白斑发生的原因，白斑现象发生在峰值焊接和再流焊接过程中，白斑成分非常复杂，成因也很难预测。由于峰值焊接过程的控制复杂，所以很难识别白斑，在生产过程中通常可以在以下步骤进行确认。
二、PCBA白斑成分的识别方法
1、PCB识别
从问题批次中取出几张未插入的裸板，按照一般除外助焊剂的清洗步骤进行预清洗。预清洗后的裸板使用标准组装工序进行清洗。预洗后的板经过同样的步骤没有出现白斑的情况下，裸板被污染是问题。确认裸板的制造过程是否有问题。
2、助焊剂识别
从问题批次中取出几块未插入的裸板，不追加助焊剂，按照标准组装工序进行其他工序。如果没有白斑，问题表示与助焊剂以及焊料有关。
3、焊接识别
助焊剂重复识别，省略峰值焊接工序。没有白斑的情况下，表示焊接温度过高或时间过长有问题。
4、清洗剂/清洗过程的识别
标准组装工序后的PCBA，焊接后到清洗之间的间隔变长，等到室温后再进行清洗。如果没有白斑的话，问题表明与清洗过程温度有关。
5、其他原因识别
由于其他原因PCBA的表面残留物可以光学地检查其形态，也可以通过滴下水或酒精等溶剂来观察。溶于水的话会残留无机物，溶于酒精的话会成为有机残留物。
三、PCBA白斑的种类及形成原因及清洗方法
传统的PCBA清洗方法可能限制与本文相关联的部分顽固性白斑的效果。接着，根据不同PCBA白斑的发生原因，准确地介绍相关清洗方法。白斑的大部分从助焊剂中的松香或者水溶性酸化学地变化了。简要分析了两个成分产生白斑的原因。
1、松香树脂残留物
含有松香或改性树脂助焊剂主要由非极性松香树脂和少量卤化物有机酸和有机溶剂组成。卤化物有机酸（例如乙二酸）等活性物质也可以是在焊接过程中经过复杂的化学反应过程，未反应的松香、聚合松香、氧化松香、分解活性剂以及卤化物以及与金属反应而产生的金属盐等。未反应的松香很容易去除，但是很难去除有潜在危害的反应物。
2、氧化松香残渣
松香树脂主要由松香酸组成，由于该分子有不饱和的双重结合，所以容易被氧化。焊接受热后，松香酸对过氧化物和酮类化合物急速氧化，比原树脂更难溶于溶剂，洗净后PCB表面明显出现不规则分布的白斑，PCB受热部分变得更显著。
这种白斑不能用含有普通氯、含氟的溶剂进行清洗，即使是酒精溶剂或肥皂化的水也不能去除。经常采用两种方法：适当的擦拭方法；用加热后的原助焊剂溶解，然后用普通的清洗溶剂除去。
另外，为了提高松香的抗氧化性，部分助焊剂配合物使用改性后的氢化松香进行了改善。但是，由于焊接过程中的复杂化学反应，该方法没有有效防止白色残留。
3、聚合逻辑残渣
松香型助焊剂和氧化松香的原因一样，在焊接过程中产生聚合反应。当松香聚合时，形成几个长链分子，顽固地附着在PCB表面上，不溶于通常的溶剂。另外，在聚合松香形成中，一般采用与氧化松香相同的方法，即以焊接材料表面的氧化锡为触媒，去除方法。
4、水解松香残渣
松香本身不溶于水，但在储藏和使用过程中吸收空气中的湿气，用水洗方式和含水酒精溶剂进行清洗时，会同样与水结合，产生水解反应。松香中的水解部分一般不溶于清洗溶剂，其形成本身是可逆的过程，将水解松香慢慢加热至100°C，水解松香分解，然后用传统的溶剂除去。但是，如果加热控制不当，则会产生意想不到的复杂化学反应，形成更难清洗的其他残留物。
5、有机酸焊剂残留物
含有有机酸助焊剂的残留物主要是未反应的有机酸（例如乙二酸、丁二酸等）及其金属盐类。大部分的无色免清洗助焊剂主要由多个有机酸构成，包括常温下没有卤素离子而高温焊接时产生卤素离子的化合物，也包括极少量的极性树脂。有机酸和焊接材料形成的盐类吸附性能强，溶解性极差。如果使用水溶性助焊剂，则会产生更多这样的残留物和卤化物盐类，但是通过及时的水清洗，这样的残留物大幅减少。
6、免清洗助焊剂产生的残渣
免清洗助焊剂焊接后，一般在焊锡表面贴上透明的橡胶膜，将残渣好好地包住，但是，如果通过清洗该透明物质被破坏，则泄漏的残渣出现在难溶白斑上，其基本成分与上述残渣类似。
7、用水清洗过程残留
在水洗过程中，如果肥皂化剂过于集中或活性过强，PCBA会引起焊接表面的氧化，形成白色的氧化锡膜。如果在水洗过程中使用铝或锌治具（例如清洗篮），或在磷化过程中进行镀层，则铝或锌首先被氧化氧化铝或氧化锌形成薄膜，或混合磷/锌膜污染焊料表面。铝钳位还与水溶液中的肥皂化剂反应，在铝的表面形成白色的余留，通过水移动到PCBA表面，造成污染。
另外，如果清洗用水是硬水，则含有丰富的镁、铁或钙，PCBA清洗干燥后也会残留白色。通常，水是从板面强制喷出的，水溶性白色不会残留在板面上，但是这个方法不太有效，即使是软水，清洗后也会残留白色的钠盐。
8、PCBA因材料兼容性不良而残留
PCB+松香助焊剂+半田残渣
PCB层压结构中未反应的完全环氧氯丙烷引起松香助焊剂的聚合反应，但是焊接氧化物的存在是其聚合反应的前提条件。为了解决这个问题，首先必须保证PCB层压材料的完全硬化。
PCB+助焊剂剩余
PCB层压通过将溴作为阻燃剂添加环氧氯丙烷和四溴双酚A，结构中的环氧树脂被热硬化。环氧树脂由于各种原因，有时不能完全硬化，其中的溴酚在高温（135°C）下分解反应，形成溴化物，与富含铅的焊接材料表面进行化学反应，形成白色溴化铅，与金属的氯化盐混合，不溶于酒精和水稀盐酸。为了从根本上解决这个问题，PCB制造商必须控制那个制造过程。
半田+松香助焊剂残渣
在焊接过程中，焊料、超自旋Sn、Pb、Cu、Fe等元素与助焊剂中的酸发生复杂的化学反应，形成Sn以及Pb的松香酸脂以及海松酸甲酯多的一系列复杂的化合物。为了解决这个问题，需要优化焊接过程，减少松香受热时间等预防措施。
焊料+卤化物活性剂残渣
在焊接过程中助焊剂活性剂和各种成分产生复杂的反应，形成金属卤酸盐，通常是Sn、Pb、Cu的氯化物，被硬化的松香类树脂紧紧包住，难以发挥活性，主要表现为半透明的高绝缘性物质，在一定程度上影响了外观。进行清洗后，胶体膜被破坏，氯化物进一步形成空气中的水分、二氧化碳和碳酸盐，主要是白色碳酸铅和氢氧化铅。图11是铅焊点在一定时间保存后出现白斑的现象和原因。为了避免这样的问题，可以选择低活性助焊剂、不进行清洗、彻底清洗。
焊料+清洗剂残渣
含有氯的含氟清洗剂经常用于清洗焊接后PCBA的表面残留物，清洗剂中的各种卤化物离子与金属产生复杂的化学反应，形成难容的化合物，最常见的仍然是氯化铅和碳酸铅。为了避免这样的问题，在避免产品吸湿的同时，最好清洗旧的清洗剂。
四、如何避免PCBA出现白斑
1、控制PCB及零件的清洁度
PCB必须保证表面上没有明显的污染物来提供部件和材料。零件表面的污染物也因过程的原因被带入PCB。一般来说PCB的离子污染应控制在1.56mg/cm2（NaCl）以下，元器件在保持焊接性的同时保证相同的清洁度。
2、PCBA转移过程的污染防止
组装好的PCBA随意堆积，车间环境未达到无尘车间要求，人员操作不规范等，PCBA容易引起板面污染，必须采取必要措施，保证作业条件的清洁度要求。
3、选择焊接剂或焊接膏
选择低固形或无清洗的焊接剂或焊接膏，尽量优化工艺，PCBA保持板面的清洁度最佳。一般来说，新焊接材料的应用最好通过工艺试验进行验证，然后再确定。
4、加强过程控制
PCBA板面残留物主要来源于焊接剂，因此在保证焊接质量的条件下，尽量提高焊接时的预热温度及焊接温度以及必要的焊接时间，尽量使更多的离子残留物高温分解或挥发。另外，即使采用防潮树脂保护等措施，也可以间接地防止或减少离子残留物的影响。
5、清洁新技术的使用
PCBA板面的离子污染的大部分在清洗前难以达到标准。与客户协商降低要求或进行严格的清洗工序。目前，由于环境保护的要求，许多性能好的溶剂可能不被使用，并且必须选择清洁过程，并且给环境带来新的污染是非常不容易的。
焊接后的残留物是直接影响产品质量的极其重要的一环，离子残留容易引起电迁移，导致绝缘性降低，松香树脂性残余容易吸附灰尘和杂质，引起接触电阻增大和开路失效，焊接后需要严格的清洗。随着对电子产品可靠性要求的重视，清洗技术得到普及和应用，特别是在宇宙、航空等电子设备中。电子产品厂商应根据产品类型和自身条件，合理选择清洗流程，从而提高产品质量。
