提问：产品在做温度循环试验后，发现焊点间出现白色物质，类似于助焊剂残留，第三方检测白色残留物中含有锡元素，导致相邻焊点短路，产品失效，这个产品焊后不清洗。
表1:残留物检测元素含量比
廖小波：如果能确认以下两点：①白色物质确实是在绿油表面（如果在表面的话，用小刀可以刮除）；②确认确实是产生在试验以后（可以通过试验前板面正常），那么，这些白色物质应该就是助焊剂残留。
通常，大家都认为，助焊剂残留物的主要成分是松香，而松香怎么会导电呢？
从理论上讲，纯粹的松香树脂确实是不导电的。但助焊剂残余物中，除了有松香类树脂之外，还会有微量焊接过程中尚未完全分解的助焊剂活性物质。这些残余物引发的问题，最多的是引发焊点腐蚀，很少表现为在极短的时间内使板面绝缘电阻急剧下降，甚至引发相邻焊点短路。但是，如果这些白色物质中残留有较高含量的锡和锌的氧化物，情况就不一样了，氧化锡和氧化锌都是导电倾向较为强烈的n型半导体材料，残留于板面会大幅降低板子的表面绝缘电阻，是一件不难理解的事。
本案例中的这块故障板，从外形上看，应该是一款经历过波峰焊的产品。既然“焊后未作清洗”，一定是使用的所谓“免清洗助焊剂”。免清洗助焊剂包含低松香型和无松香型，对于后者，虽然无松香，但会含有与松香树脂性能相似的合成树脂。这些树脂类化合物完全有可能在裏带了熔融焊料中锡的氧化物后，残留在板面上。锌的氧化物，则有可能来自于焊料中添加的微量的锌元素。残留于板面的松香或合成树脂化合物，在刚焊接完毕的板子表面，是以极薄的透明状固态物质存在的，由于尚未吸潮，因而绝缘性会比较好。
但是，在通常情况下，助焊剂残余物中不会只有松香或合成树脂，多少都会残留一些尚未高温分解完毕的活性剂。这些活性剂的残余物会大幅提升松香或合成树脂的吸潮性，从而使印制板表面的助焊剂残余物在湿热条件吸收空气中的水分，形成松香树脂类化合物的水合物（以下简称“松香树脂水合物”）。在这些水合物中，水分子是以固态结晶物的方式存在的。
松香树脂水合物，就是图片中的那种白色物质。这种白色物质，也可能在印制板组装件清洗过程中，因助焊剂的残余物“吸潮”而产生。固态结晶水的产生，可使松香树脂残留物的体积膨胀，甚至膨胀到原来固态透明状时的数倍乃至数十倍。变性后的松香树脂水合物的绝缘性能，肯定会比纯粹的固态松香树脂或合成树脂差，特别是其中含有锡和锌的氧化物后，绝缘性将会变得更差。至于差到什么程度，则取决于松香树脂类化合物水合化的程度，以及水合化后助焊剂残余物中金属氧化物的种类和含量的高低。
值得指出的是，虽然松香树脂水合物会降低印制板表面的绝缘电阻是不言而喻的，但降低的程度及可能造成的危害却是不能一概而论的。因此，我们不能以一两次典型案例未引发故障，或事发（发现有白色物质）的当时未引发故障就对其危害掉以轻心。白色粉末状助焊剂残留物具有很强的吸潮性，它会逐渐恶化印制板表面的绝缘电阻。同时，残留在其中的助焊剂活性剂物质，还有可能引发焊点腐蚀。
由于松香树脂水合物改变了原来松香树脂的溶解特性，因而很难再用传统的溶剂型清洗剂去清除。相对来讲，运用了润湿、渗透、乳化原理的水基清洗剂，清洗效果可能会更好些。
（感谢H.koeng提供文图和图片）
廖小波
曾从事材料表面处理工艺研究多年；后从业PCB制造业三十余年，任生产线总工；现就职于成都新欣神风电子科技公司，主要从事电子产品研发与生产工艺研究，任副总工程师（兼总工艺师）。
成都新欣神风电子科技有限公司，现为中国电子科技网络信息安全有限公司“中国网安”旗下控股子公司，成立于2002年，系从事电磁兼容（EMC）技术及服务的专业公司，公司具有《武器装备生产许可证》、《装备承制单位注册证书》和保密资质，产品广泛应用于航空、航天、兵器、船舶、电子和核工业领域。
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