1问题背景:板子表面出现了"脏东西"
这次分析的样品是PCB电路板,客户反映板子表面出现了肉眼可见的腐蚀痕迹。
PCB腐蚀是个很麻烦的问题。一旦板面有异物残留,在潮湿环境下这些异物会形成微电池,引发电化学腐蚀。轻则短路,重则整板报废。
核心问题:异物是什么?从哪来的?
这是异物分析的第一步——你得先知道"敌人是谁",才能知道"它从哪来"和"怎么防"。

2测试方案:显微红外反射法
针对PCB这类的表面异物分析,最合适的检测手段是显微红外光谱(Micro-FTIR),配合反射模式测试。
为什么选显微红外?
特点 | 说明 |
|---|---|
无损分析 | 不破坏样品,可直接测成品 |
微区分析 | 可聚焦到几十μm级别的异物区域 |
化学信息丰富 | 能给出官能团信息,判断物质类型 |
反射模式 | 适合PCB这类不透光的硬质基材 |
3数据分析:红外光谱说了什么?
这是关键部分。样品做完红外测试,光谱给出了几个重要信息1. 酯类物质(C=O 伸缩振动)
在 1730–1750 cm⁻¹ 附近出现了强而尖锐的吸收峰——这是典型的酯类物质羰基(C=O)伸缩振动特征。
这说明什么?异物中含有酯类有机物。常见的来源可能是:
助焊剂残留(松香基助焊剂含有酯类)
防焊油墨中的有机组分
生产过程中的有机污染(油脂、手汗等)
2 硅酸盐类物质(Si-O-Si振动)
在 1200–1000 cm⁻¹ 范围内出现了宽而强的多重吸收带——这是Si-O-Si不对称伸缩振动、Si-O-Si对称伸缩振动及Si-O弯曲振动的组合,是无定形或晶态硅酸盐的典型指纹区。
常见的硅酸盐来源:
玻纤板基材(PCB的增强材料就是玻纤+环氧树脂)
硅胶类材料(密封胶、垫圈)
石英粉、硅微粉(填料)
3 有机酯的C-H峰
在 2850–2960 cm⁻¹ 可见C-H伸缩振动峰(-CH₃、-CH₂-),进一步确认了有机酯组分的存在。
综合判断
根据红外光谱的组合特征,异物的主要成分是:
有机酯类物质(来自助焊剂残留或有机污染)
硅酸盐类物质(来自基材溶出或硅胶污染)
这两种物质叠加,在潮湿环境下形成腐蚀微电池,板面就开始"生锈"了。
4结论与建议
异物来源推测
结合红外分析结果和PCB生产工艺,异物最可能的来源是:
助焊剂残留
PCB焊接后若清洗不彻底,助焊剂中的松香酯类物质会留在板面。这些残留物初期肉眼不可见,但时间久了在温湿度作用下会引发腐蚀。
生产环境污染
车间中的硅胶密封件(如管道密封圈、垫片)老化或磨蚀后,产生的硅酸盐粉尘落在板面,也是硅酸盐来源之一。
改善建议
环节 | 建议措施 |
|---|---|
焊接后清洗 | 增加清洗工序,确保助焊剂残留清除干净 |
清洗溶剂 | 使用酒精或专用PCB清洗剂,避免水洗导致水渍 |
生产环境 | 定期检查硅胶件状态,防止磨蚀物飘散 |
来料检验 | 对PCB板进行来料异物抽检,早发现早处理 |
储存条件 | 控制温湿度(建议<60%RH),减少腐蚀诱因 |
5异物分析的价值
很多人觉得异物分析"只是一项检测",但实际上它是工艺问题溯源的利器。
一个完整的异物分析流程,能帮你回答三个问题:
是什么 → 通过FTIR、EDS、XPS等手段确定物质成分
从哪来 → 结合生产流程和环境,定位污染环节
怎么改 → 基于原因制定针对性改善措施
这次案例如果没有显微红外来"破案",工程师可能只会反复调整焊接参数,却解决不了真正的问题——异物早就埋在板子上了。
小结
PCB板面腐蚀的根因往往是异物残留
显微红外(FTIR)能快速判断异物中的酯类和硅酸盐成分
酯类主要来自助焊剂残留,硅酸盐可能来自基材或环境
找到"是什么"之后,才能真正解决"怎么防"的问题
下次遇到类似问题,别急着调工艺——先做个异物分析,看看"元凶"到底是谁。