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7.6 锡须和电路板清洁度无铅锡须是备受关注的领域。大量的调查研究了包括晶须形成的化学和

物理的参数特性。锡合金暴露于高的温度和湿度时，在低密度水平形成一个薄的锡氧化膜。

低密度

和锡氧化层量的增加引起沉积颗粒边界外部压力增加，使内部压力上升。锡须的生长减轻了锡内部

压力。值得注意的是，这些锡须能使导线间有连桥造成短路。

研究人员发现当大量锡暴露在离子污染环境时，锡须从大块锡中长出。

23，24，25，26

作为一个基于焊

锡合金形成的实例，当暴露的铜突然与在相邻的锡里接触时，腐蚀作用显著加速。

最大可能生长晶

须发生在焊锡合金的底部，在这里有最大浓度的助焊剂残留物。

锡须和小丘状的锡穿过助焊剂残留

伸出并且长到了140μm。腐蚀通过在内部锡树枝状空间的共晶区域传播。在大块锡中扩散耗尽了锡银

铜合金中的银和铜。耗尽了锡的区域或许经历着来自剩余锡的压力。铜基下面和锡基合金之间为晶

须的生长创造了条件。

在再流焊接期间，当锡合金凝固时，锡膏中的助焊剂流出。含大量氯离子和溴离子的助焊剂残留物

产生了晶须，而低污染区域没有晶须生长。

为了更好地理解这一影响，Snugovsky et al.设计了一个

实验来测试污染物对锡须形成的影响。这个实验评估了接收态元器件、清洗后的元器件、被氯化钠

和硫酸钠的溶液污染的元器件。元器件暴露在温度85° C[185° F]/85%相对湿度条件500小时。结果接

收态元器件有短的晶须；清洗后元器件没有晶须；被污染的元器件有长的晶须。第二部分测试组件用

SAC305组装到测试基板上。组装后被清洗的元器件就没有晶须，而接收后和没

清洗就使用的就会形

成短的晶须。故意污染的元器件会导致长的晶须。作者总结认为，干净元器件的使用和组装后清洗

明显降低了在无铅组装中晶须形成的倾向。

Hillman（2010）报道关于评估由氯污染物引发的潜在锡须生长的研究。在有应力的铜基板上电镀锡

的样品在三个不同氯溶液中放置72小时，接着在高温、高湿条件处理。样品1被浸入一个饱和的氯化

钠溶液中，样品2被浸入在半饱和的氯化钠溶液中，样品3浸入到0.001M的盐酸溶液中。测试样品被

放在85° C[185° F]85%的相对湿度的温循箱中。在五个指定的位置

用电子扫描显微镜检查。数据结果

发现晶须受离子污染水平影响，高离子水平导致很大的晶须密度。

研究发现了晶须的影响范围和离子污染程度及腐蚀之间的关系。热、湿度和离子污染导致腐蚀和应

力。第二个影响是助焊剂残留量及分布。

7.7 海洋腐蚀另一种能显著降低的电子组装产品的生命周期大气污染物就是暴露在含盐的空气

中。盐水含高含量的氯（来自氯化钠和氯化钾）。含盐空气对于很多没有保护的金属表面有严重的腐

蚀性。电子产品进入海洋环境（例如

海岸警卫直升机）应该密封或者进行涂敷。

对于其它粒子对电子电路化学残留的影响，Pauls and Munson出版的Process Rx column of Circuits

Assembly从1997年到2000年的月刊杂志里有案例研究。参考Pauls和Munson的其它文献[29]到[34]或

许也是有用的。

参考⽂献

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36. Pauls D. IPC-TP-1077: Process Characterization and Verification, Proceedings of the Georgia Tech Flux

Conference 1994, Proceedings of Electrocon (EMPF), May 1995

8 组装残留物/清洗的考虑要素

8.1 范围由胶合剂、助焊剂和焊料合金组成的组装材料，可依据元器件的贴装、连接、组装类型

及元器件类别的不同而改变。当考虑焊接和清洗时，组装残留物的结果取决于焊接方法的选择和有

铅或者无铅焊料的使用。选择适合于焊接方法和焊料的助焊剂的同时

也将确定使用何种清洗方法。

最终的清洁度将取决于终端使用环境，在某种情况下由合同规定的质量要求决定。

电子组装制程的范围从非常简单到非常复杂，并且涉及到广泛范围的材料。制程中的每一步骤中所

使用的每一种材料都会对组件有影响，最大的影响是化学物质残留在组件表面。需要考虑的材料包

括助焊剂、清洗溶液、标签、粘合剂、掩蔽材料、元器件残留物、废气残留物等。本章节涵盖了绝

大多数生产制程中

许多普遍使用的材料。

8.2 ⽬的本章节的目的是讨论在印制电路板生产期间以及在组装制程期间积累的残留物的种类，

尤其是当它们经过焊接后清洗时。除此之外，还讨论了关于剩余残留物的检测，残留物的根本原因

以及预防措施。

8.3 术语和定义

8.3.1 酸性助焊剂：一种酸和无机、有机或者水溶性有机助焊剂的溶液。

8.3.2 活性松⾹助焊剂：松香和少量的有机卤化物或者有机酸活化剂的混合物。

8.3.3 活化剂：提高助焊剂

从待焊接表面去除表面氧化物能力的物质。

8.3.4 粘合剂：用于将物体互相牢固连接的胶或接合剂等物质。在表面贴装中，环氧粘合剂用于将

表面贴装元器件粘附到基板上。

8.3.5 吸附污染物：以气体、蒸汽或者冷凝液的形式粘附在材料表面的污染物。

8.3.6 导体节距：相邻导体中心之间的距离。

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