一、電路板焊接失效原因分析

 在電子設備的制造過程中，電路板的焊接是一個關鍵步驟。然而，焊接過程中可能會出現各種失效問題，這些問題可能會導致電子設備無法正常工作。以下是根據搜索結果整理的電路板焊接失效的一些主要原因。

1. 材料和工藝因素

 焊料和助焊劑的質量：焊料和助焊劑的質量直接影響焊接的效果。如果焊料質量不好，可能會導致焊點結構松散、白色、無光澤等問題。助焊劑的功能是通過傳遞熱量，去除銹蝕來幫助焊料潤濕被焊板電路表面。如果助焊劑活性不強，會減弱焊錫的潤濕性及它的擴展性，從而影響焊接效果。

 焊接溫度和時間：焊接溫度過高或過低，以及焊接時間過短，都會影響焊料的擴散速度和活性，導致電路板和焊料熔融表面迅速氧化，形成焊接缺陷。例如，焊錫撤離過遲可能會導致焊料面呈凸形，浪費焊料，且可能包藏缺陷。

 2. 設計和制造缺陷

 電路板的設計：電路板的設計對其焊接質量有著重要影響。例如，電路板尺寸過大時，雖然焊接較容易控制，但印刷線條長，阻抗增大，抗噪聲能力下降，成本增加。電路板尺寸過小時，散熱能力下降，焊接的過程也不容易控制，還會發生相鄰的線條相互干擾的情況。

 電路板的制造缺陷：電路板在制造過程中可能會因為放氣、水分、焊料飛濺等問題導致焊接缺陷。例如，電路板內的水分被加熱成氣體，當它仍處于熔融狀態時，它會通過焊料逸出。當焊點凝固時氣體繼續逸出，就會形成空隙，造成氣孔和針孔。

 3. 使用和環境因素

使用過程中的機械應力：電路板在使用過程中可能會因為彎曲、振動等因素產生機械應力，導致焊點失效。例如，電路板的局部彎曲可能引起蠕變斷裂，蠕變斷裂可能發生在產品工廠組裝后的幾天甚至幾年之后。

 環境因素：電子設備在工作過程中可能會受到隨機振動、正弦振動、載荷沖擊、溫度沖擊與循環等的周期性循環外力作用，這些因素可能會導致焊點疲勞失效。

 綜上所述，電路板焊接失效的原因多種多樣，包括材料和工藝因素、設計和制造缺陷、使用和環境因素等。為了保證電子設備的焊接質量，需要在設計、制造和使用過程中充分考慮這些因素，采取相應的預防措施和修復方法。

 二、電路板焊接殘留物分析 

（一）殘留物的類型及來源

 電路板焊接殘留物主要來源于組裝工藝過程，特別是焊接工藝過程。這些殘留物主要包括助焊劑殘留物、焊劑與焊料的反應副產物、膠粘劑、潤滑油等。此外，元器件及PCB本身生產運輸等帶來的污染物、汗漬等也是殘留物的來源。

 殘留物大致可以分為三類：A、顆粒性污染物——灰塵、棉絨和焊錫球；B、非極性污染物——松香樹脂、石蠟及波峰焊上使用的抗氧化油，還有操作者遺留下的或洗手劑；C、極性沾污物——鹵化物、酸和鹽。

 （二）殘留物的影響

 1. 對電性能的影響：殘留物中的無機殘留物會減小絕緣電阻，增加焊點或導線間的漏電流，在潮濕空氣條件下，會使金屬表面腐蝕。有機殘留物（如松香、油脂等）會形成絕緣膜，這會防礙連接器、開關、繼電器等的接觸表面之間的電接觸。

 2. 對器件可靠性的影響：殘留物會隨環境條件的變化及時間延長會加劇，引起接觸不良甚至開路失效。例如，白色殘留物在PCBA上是常見的污染物，一般是在PCBA清洗后或組裝一段時間后才發現。這些白色污染物，一般多為焊劑的副產物，但PCB的質量不良，如阻焊漆的吸附性太強，會增加白色殘留物產生的機會。

3. 對器件可靠性的長期影響：電子信息業的發展趨勢對PCBA的組裝工藝的要求越來越高，而電子整機產品的可靠性和質量主要決定于PCBA的可靠性和質量水平。在工藝實踐以及PCBA的失效分析中，作者發現PCBA上的殘留物對PCBA的可靠性水平影響極大。

 （三）殘留物的分析方法

 按照EIA/IPCJ-STD-001C（電子電氣焊接技術要求，2000年2版）的標準，對PCBA組裝前各配件表面的殘留量以及焊后的PCBA的殘留量的要求，則首先必須保證各配件的可焊性的要求，PCB裸板必須外觀清潔，且等價離子殘留量小于1.56mgNaCl/cm2（溶劑萃取法）。而對PCBA除了離子殘留量不大于1.56mgNaCl/cm2以外，還規定了松香樹脂焊劑殘留量的要求，以及外觀的要求。

 （四）殘留物的處理方法 

對于焊后殘留物的處理，常用的方法有酒精、丙酮、清潔劑等進行清洗。但是，這些方法具有腐蝕性，需要消耗大量溶劑。因此，為了避免清洗帶來的問題，出現了免洗助焊劑，這類助焊劑由含質量百分比為2%~5%的固體物質或者非揮發性物質組成。

 三、電路板組件清洗的主要目的和作用包括以下幾點：

(1)PCBA電路板組件清洗防止由于污染物對元器件、印制導線的腐蝕所造成的短路等故障的出現，預防電氣短路和電阻變化等問題的發生，保證電路板組件的純凈度，提高組件的性能和可靠性。

(2)清洗電路板可以避免由于PCB上附著離子污染物等物質所引起的漏電等電氣缺陷的產生。

(3)電路板清洗還能改善電路板的導熱性能，通過去除熱導介質和粘合劑等雜質，提高散熱效果，保護電子元器件。

(4)電路板清洗可以保證組件的電氣測試可以順利進行，大量的殘余物會使得測試探針不能和焊點之間形成良好的接觸，從而使測試結果不準確。

(5)電路板清洗過程中使用的環保水基清洗劑和清洗工藝能夠減少對環境的污染，符合環保要求。

綜上所述，電路板清洗在電子制造過程中具有重要的必要性和好處。電子電路板清洗不僅是確保產品質量和可靠性的必要步驟，還能夠提高電氣性能、增強可靠性、改善導熱性能，并保護環境。

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