謹防催化劑中毒！催化劑失效引起的PCBA固化不良現象分析

背景介紹

某PCBA板用室溫硅膠成品出貨時發現有膠水泄露的現象，現對嚴重固化不良濕氣處理過的失效PCBA和固化不佳的失效PCBA、使用的催化劑、交聯劑、室溫膠、助焊劑檢測分析，找出失效原因。

測試分析

1 光學分析

利用超景深數碼顯微鏡對背面硅膠進行觀察，發現濕氣處理PCBA板背面有較多的透明顆粒，如圖1所示；固化不佳PCBA背面固化不良位置，焊錫周圍硅膠呈現粘稠狀液體形貌，焊錫表面有黃色物質，如圖2所示。

2 FTIR分析

利用傅里葉變換顯微紅外光譜儀對助焊劑主成分、濕氣處理PCBA背面透明顆粒以及固化不佳PCBA焊錫表面黃色物質進行分析，得知助焊劑主成分為松香，如圖3所示，松香中含有COOH，屬于酸性物質;濕氣處理透明顆粒主要為助焊劑中松香成分，而固化不佳PCBA焊錫表面黃色物質主要為松香生成的鹽,如圖4所示。

對樣品濕氣處理PCBA包裝袋內成分、催化劑進行分析，得知包裝袋內成分為松香，如圖5所示；催化劑成分為1,1,3,3-四甲基-2-[3-（甲氧基硅基丙基）]胍，胍基屬于強堿物質，如圖6所示。

3 GCMS分析

取樣固化不佳PCBA背面固化不良位置以及正面固化完全位置的膠，加入少量的四氫呋喃，然后超聲波，利用氣相-質譜聯用儀對萃取液進行成分分析，發現（固化不佳）背面固化不良位置有松香的峰，其余硅氧烷環體，而正面固化完全位置的膠無明顯松香的峰，如圖7所示。

圖7 固化不佳PCBA背面和正面硅膠GCMS譜圖

4 模擬驗證分析

取少量助焊劑烘干，剩下有效松香成分，加入硅膠攪拌均勻后，用吸管吸取混合后的硅膠，滴在載玻片一端，同時吸取未加任何物質處理的硅膠，滴在載玻片另一端，放置5天，未加任何物質的硅膠已經完全固化，而加過助焊劑松香的硅膠呈粘稠狀態，未有明顯固化，松香的確影響硅膠固化，如圖8所示。

圖8 硅膠加入松香與不加松香對比圖片

結論

綜上所述，嚴重固化不良表面無色透明顆粒為松香，包裝袋液體也為松香；固化不佳黃色物質為已經生成松香鹽；助焊劑使用的是松香型助焊劑，松香結構中含有COOH，屬于有機酸；催化劑含有胍基，胍基為強堿，堿性與氫氧化鈉相似，兩者相遇會反應生成鹽。

膠固化不良的原因是PCBA表面殘留較多的松香，松香與膠中催化劑發生反應，導致催化劑中毒，起不到催化作用，導致固化不良。

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