







在电子制造的PCBA加工环节中,清洗、涂覆是提升产品可靠性的关键工序,但有时却会成为失效的 “导火索”。
某PCBA产线反馈,产品经清洗+涂覆后,多个板子在固定位置的测试孔环周围出现绿色异物,失效率高达60%。失效位置惊人一致:通孔1、通孔2及背面Pad3。
委托方提供了多个批次的样品,包括:
同批次PCB光板
组装后未清洗样品
清洗后失效样品
涂覆后失效样品
同时还送来了清洗剂、锡膏、助焊剂、涂覆液等辅料,希望能从源头找出问题。
外观检查:绿毛只在特定环节出现
首先进行外观对比检查:
涂覆后样品:失效位置孔环周围有明显的绿色异物,镀层破损、疑似腐蚀。
涂覆后失效样品外观图片
清洗后样品:同样位置出现绿色异物,但多分布在孔环边缘。
清洗后失效样品外观图片
组装后未清洗样品:相同位置无绿色异物,但可见白色残留物,疑似助焊剂残留。
组装后未清洗样品外观图片
结论初步指向:绿色异物的出现与清洗、涂覆工序相关,且失效位置高度一致。
FTIR分析:绿色异物里有什么?
为进一步确认异物成分,对样品进行傅里叶变换红外光谱分析,结果如下:
FTIR测试结果
分析发现,绿色异物中的丙烯酸树脂与三防漆成分一致,但无法直接证明与清洗剂有关。这说明,绿毛本身“包裹”了三防漆,但它的“根”可能在其他地方。
SEM+EDS成分分析:腐蚀产物浮出水面
使用扫描电镜+能谱分析绿色异物的元素组成:
涂覆后失效样品:异物含C、O、Ni、Cu,少量P、Au → 镀层腐蚀产物。
涂覆后失效位置孔环表面EDS结果
清洗后失效样品:同样含C、O、Ni,少量Cu、P、Au → 同为镀层腐蚀产物。
清洗后失效位置孔环表面EDS结果
结论:绿色异物本质是镀层腐蚀的产物,Ni层已破损,Cu层被腐蚀。
切片分析:Ni层裂纹是“元凶”
对失效位置进行切片观察:
涂覆后失效样品:Ni层多处破损,拐角处Cu层被腐蚀。
涂覆后失效位置切片截面图
清洗后失效样品:同样发现Ni层破损、裂纹。
清洗后失效位置切片截面图
未清洗样品:Ni层完好,未见腐蚀。
未清洗样品切片截面图
PCB光板:个别孔拐角处已存在Ni层裂纹。
光板通孔切片截面图
这意味着:Ni层裂纹在PCB来料阶段就已存在,但在未清洗时被助焊剂覆盖,未表现出腐蚀;清洗后,残留的清洗剂进入裂纹,启动腐蚀。
腐蚀验证:清洗剂“嫌疑最大”
为验证哪种辅料对铜具有腐蚀性,进行铜镜腐蚀试验(IPC-TM-650 2.3.32):
20分钟:清洗剂区域铜膜明显被腐蚀穿透,其他区域无明显变化。
20分钟腐蚀效果
24小时后:清洗剂区域铜膜完全腐蚀,助焊剂、锡膏、涂覆液区域无明显变化。
24小时腐蚀效果(异丙醇清洗)
结论:清洗剂对铜具有强腐蚀性,是导致镀层下Cu层腐蚀的直接诱因。
PCB热应力验证:PCB本身耐热OK
为排除PCB基材问题,进行288℃浮锡3次热应力测试:
外观无鼓包、变色;
浮锡3次后外观检查结果
内层无分层、起泡;
浮锡3次内层结构检查结果
说明:PCB具备耐受3次高温冲击能力,基材合格,不是失效主因。
固定位置腐蚀的“密码”
为何偏偏是这几个孔?
进一步观察发现:
失效孔位靠近插件电容和贴片连接器;
波峰焊过程中,这些位置容易残留助焊剂;
清洗时,板子放置方向导致清洗剂在这些位置汇聚、残留;
EDS结果显示绿色异物中Sn含量高,佐证了波峰焊残留的存在。
清洗剂 + 助焊剂残留 + Ni层裂纹 + 潮湿环境 = 固定位置的腐蚀反应。
根本原因:
PCB焊盘Ni层存在制造工艺缺陷(裂纹),波峰焊后该位置残留助焊剂,清洗过程中清洗剂残留并汇聚于此。清洗剂中的活性成分在潮湿环境下透过Ni层裂纹腐蚀Cu层,生成绿色腐蚀产物。
改进建议:
PCB来料控制:加强对ENIG工艺Ni层质量的抽检,重点关注孔环拐角Ni层完整性;
清洗工艺优化:评估清洗剂对镀层的腐蚀性,必要时更换更温和的清洗剂;
清洗后干燥:加强清洗后的干燥工艺,避免清洗剂残留;
设计优化:对易残留位置(如插件孔附近)增加排液设计或调整清洗方向;
过程监控:增加清洗后、涂覆前的显微镜抽查,及时发现异常。
声明:本案例已做脱敏处理,所有数据均来自实验室真实分析,未经许可不得转载。
今日互动
你在生产中有没有遇到过“清洗反而引出问题”的案例?清洗剂选型时,你们会做哪些兼容性验证?





