现代电子制造装联工序链缺陷与故障经典案例库
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No.051 PCBA键盘水印

1.现象描述及分析

(1) 现象描述

有水印缺陷的PCBA外观,如图No.050-1所示。从图No.050-1中的缺陷局部放大图中可明显看到,在被污染核心区的周围未见浸渗区。

图No.051-1 有水印缺陷的PCBA外观

(2) 现象分析

① SEM/EDX分析:通过对水印缺陷进行SEM/EDX分析,得到谱图1元素分布和谱图4 元素分布,分别如图No.051-2和图No.051-3所示。

图No.051-2 谱图1元素分布

② 图No.051-2为水印污染区谱图1的元素分布。谱图1中的元素P、Ni和Au等是来自ENIG Ni(P)/Au镀覆层上的元素,而谱图1中的元素O是以NixOy的形式存在的,表明Ni层己受O的侵蚀。而C的形成应该是来自污染物中溶液挥发后留下的碳化物。由于碳化物和微量的NixOy的覆盖,使得被污染的区域表面色泽比正常的ENIG Ni(P)/Au镀覆层表面的颜色要稍暗些。

③ 图No.051-3描述了谱图4的元素分布,其中元素P、Ni和Au等是来自ENIG Ni(P)/Au镀覆层上的元素,以NixOy化合物的形式存在的O含量非常高,表明Ni受O的侵蚀非常严重。Na、Cl、K、Ca等元素应该是来自手的汗液。

图No.051-3 谱图4元素分布

2.形成原因及机理

根据水印缺陷元素组成,再与汗液成分进行对比,可以确定形成水印缺陷乃是由人手上汗液的侵蚀所造成的。导致具有同一属性的水印与黄点形态上的差异,应该和汗液量的多少有关。黄点可能是被汗液浸渍污染了的手套接触PCB按键面所留下的接触痕,所以仅形成的是点状腐蚀,而水印应该是在汗液量较多时发生了汗液扩散现象。例如,假如有一滴微小的汗珠掉落在键盘上,汗珠中汗液便沿着镀覆层的表面漫流,汗液中的水分不断被镀层上的针孔所吸收,而汗液中的其他成分因分子量较大,不易被针孔所吸收。汗液在漫流过程中水分不断流失,浓度越来越高,最后在漫流的边缘推动漫流的水分已完全流失,漫流过程终止,在漫流的边缘汗液浓度达到最高,从而成为腐蚀最严重的黑色边界。

3.解决措施

● 操作场地室温最好不要超过28℃,否则人身体易出汗而造成汗珠污染腐蚀;

● 适量增减衣服,避免过热让人身体上的微汗演变成汗珠;

● 接触PCB和PCBA的人员必须戴洁净的手套,手套要勤洗勤换;

● 非焊接的键盘应采用高P的ENIG Ni(P)/Au镀覆层,以增强Ni的抗蚀能力。

附录汗液中主要成分实测数据

汗液中主要成分实测数据