IC引腳那些白色析出物是什么？PCBA漏電失效分析

發(fā)布時(shí)間： 2026-06-11 00:00

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一片看似正常的PCBA，為何會(huì)在高溫高濕下"露出馬腳"？

“同樣的PCBA，常溫測(cè)試沒(méi)問(wèn)題，一到高溫高濕試驗(yàn)就漏電。反復(fù)排查后，問(wèn)題指向IC引腳間那些白色析出物。”客戶反饋，“我們嘗試過(guò)清洗處理，但問(wèn)題還是會(huì)復(fù)發(fā)。”

這些白色物質(zhì)到底是什么？是腐蝕產(chǎn)物？還是制程殘留？

為查清白色析出物的真實(shí)身份，客戶提供了6片失效PCBA、2片PCB光板、1罐錫膏及3臺(tái)正常成品，委托實(shí)驗(yàn)室做系統(tǒng)分析。

1.外觀檢查：白色異物確實(shí)存在

利用體視顯微鏡對(duì)異常IC引腳進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果如下。

多個(gè)引腳間隙之間明顯存在白色異物附著
個(gè)別引腳外圍區(qū)域也觀察到類似白色異物
白色異物呈不規(guī)則分布，與失效IC引腳位置高度重合

失效PCBA異常IC引腳外觀檢查照片

結(jié)論：

白色異物主要分布在引腳間隙及周邊區(qū)域，形態(tài)不規(guī)則，呈離散或連續(xù)分布。這一步排除了"視覺(jué)誤判"的可能——白色物質(zhì)客觀存在，且空間分布與漏電失效位置高度相關(guān)，提示其可能與失效機(jī)理直接關(guān)聯(lián)。

2.表面分析：顆粒狀+結(jié)晶化形貌，檢出大量Sn

為了觀察異常引腳位置的形貌及成分，對(duì)異常位置表面進(jìn)行SEM+EDS分析，結(jié)果如下。

失效PCBA異常引腳之間及外圍都發(fā)現(xiàn)顆粒狀異常形貌，部分位置發(fā)現(xiàn)結(jié)晶化形貌

失效PCBA異常引腳之間SEM形貌圖

顆粒狀位置除含C、O元素外，還含有16.6 wt% ~ 25.2 wt%的Sn，顯著高于無(wú)顆粒位置（<3.4 wt%）
無(wú)顆粒位置幾乎僅含C元素，Sn含量極低
引腳外圍個(gè)別位置檢出Ba等元素，可能與基材或環(huán)境因素有關(guān)，但非白色異物主體成分

失效PCBA異常引腳之間成分測(cè)試結(jié)果（wt.%）

結(jié)論：

白色異物并非單純的助焊劑有機(jī)殘留，而是錫元素高度富集的反應(yīng)產(chǎn)物，提示焊錫參與了該異物的形成過(guò)程。

3.FT-IR分析：鎖定"松香"主體身份

為了確認(rèn)引腳白色異物成分，利用FT-IR技術(shù)分別對(duì)引腳之間異物、引腳外圍異物及錫膏熔融后殘留助焊劑進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果如下。

引腳之間及引腳外圍異物與助焊劑的紅外特征吸收峰高度吻合，主要成分為松香（Rosin）——錫膏助焊劑體系的主體樹(shù)脂成分

異常引腳之間、引腳外圍及錫膏熔融后殘留助焊劑紅外譜圖

結(jié)論：

白色異物以助焊劑殘留物為有機(jī)基質(zhì)，其中嵌入了含錫的結(jié)晶/顆粒狀無(wú)機(jī)物，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合析出物。

失效機(jī)理鏈：

助焊劑殘留（含活性劑）

↓ 長(zhǎng)期駐留 + 吸濕

與焊錫表面氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

↓

生成錫鹽結(jié)晶物（Sn富集）

↓ 高溫高濕 + 工作電壓（電場(chǎng)）

引腳間絕緣電阻顯著降低

↓

漏電異常

根本原因：

引腳之間白色異物主要為助焊劑中活性成分與焊錫氧化物作用后，所生成的錫鹽結(jié)晶物，此結(jié)晶物含有較高的Sn元素，在水汽及電場(chǎng)環(huán)境下，將存在絕緣電阻降低的風(fēng)險(xiǎn)。

改進(jìn)建議：

對(duì)錫膏按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行表面絕緣電阻（SIR）及電化學(xué)遷移（ECM）評(píng)估。

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