这竟是PCBA焊点锡面发黑惊人真相！

本案例是关于某PCBA焊盘处理工艺为沉锡工艺，该PCB上所有焊点在SMT后存在锡面发黑的现象；另一款沉锡工艺的APCB板直接刷锡膏过炉后，锡面也出现发黑现象；将该APCB光板过IR炉后，再刷锡膏过炉，锡面正常。

测试分析

1 外观检查

顺利获得外观观察，失效焊点锡面确实存在发黑现象，正常焊点锡面较为光亮，顺利获得酒精超声清洗后，焊点锡面光亮度增加。造成锡面发黑的原因可能与焊点表面有异常残留有关。

2 表面分析

顺利获得SEM观察，造成焊点锡面发黑的直接原因为焊点表面助焊剂残留和锡面存在薄膜状异物；经酒精超声清洗后，大部分助焊剂会被清洗掉，但表面薄膜状异物仍会残留在焊锡表面，且失效焊点锡面的异物较正常焊点锡面的异物更多；

顺利获得EDS成分确认，该异物含异常元素S和Cl，且在光板焊盘表面也存在异常元素S和Cl，由此可初步确认，锡面发黑与焊盘表面的S和Cl残留相关。

3 模拟分析

为了进一步确认，为何APCB光板在过IR炉后刷锡膏焊接，锡面会正常。顺利获得模拟试验，将APCB光板进行烘烤，烘烤后发现部分焊盘的部分位置存在变色现象，顺利获得对变色位置进行成分分析，亦发现异常元素S和Cl。

造成PCB板变色的可能原因为，焊盘表面存在的异常残留与表面锡镀层发生反应，导致焊盘表面变色异常。

4 离子清洁度分析

对APCB光板烘烤前后的表面离子残留进行测量，结果如下：发现APCB光板烘烤前后的离子残留相差不大，且含量未发现明显超标，由此说明，造成锡面发黑现象应与表面离子残留相关性不大。

5 TOF-SIMS分析

烘烤前后光板焊盘正常位置主要成分为有机硅和N, S,Cl, POx等物质，失效焊点锡面主要成分为有机成分和SnOxH, Pb, N, S, Cl等物质。由上述结果可知，进一步确定锡面发黑与焊盘表面的残留有关。

结论

分析：

由于NG焊盘为沉锡焊盘工艺，在工艺中会用到化学药水，当这些化学药水未及时清理干净而残留在焊盘表面时，在焊接时，锡膏与该残留物发生反应，导致异物在锡面残留而致使焊点发黑现象。当将APCB光板过IR炉再刷锡膏焊接时，焊点表面残留可能会发生分解，致使在后续焊接时，锡面发黑情况会有所改善。

总结：

导致焊点锡面发黑的直接原因为：PCB光板焊盘表面有杂质残留，在焊接过程中，锡膏与该杂质发生反应而在焊点表面形成异物，致使焊点锡面发黑。

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