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助焊剂与PCBA兼容问题竟会导致这么严重的后果？！

发布时间： 2025-07-03 00:00

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某音响产品PCBA板（波峰焊工艺）在使用中发生烧毁，原使用A款助焊剂时失效率高，清洗后略降，更换B款助焊剂后不良率归零。本文将通过一系列专业的检测分析手段找寻其失效原因。

1.外观分析

由外观观察可知，NG-0#板烧毁最严重，其中电阻R1出现烧焦开裂现象，PWM控制芯片U1出现烧毁开裂现象，二极管D1与电阻R1及MOSFET Q1的PCB板表面有烧焦痕迹，电容C2表面存在略微烧焦痕迹；NG-1#板烧毁现象与NG-0#现象一致，NG-2#和NG-3#板观察到电阻R1出现开裂；同时NG-1#~3#板中的MOSFET Q1中的PCB板焊接面的引脚之间发现有类似电迁移的异物。

2.电学性能检查与分析

NG-0#中PCBA样品上外观存在异常的电子元器件有：MOSFET Q1、二极管D1、电容C2、电阻R1以及PWM控制芯片U1（ITP-LD7535-DIP8）。

A. 器件电性能测试

PWM控制芯片U1已经裂开，对上述其余相关电子元器件进行电性能测试，结果显示：MOSFET Q1引脚间短路；二极管D1和电容C2的电学性能并未受到较大影响；电阻R1呈现开路状态。

B. 开封检查

对MOSFET Q1、电阻R1以及PWM控制芯片U1进行开封观察。开封结果显示：MOSFET Q1 G电极附近绝缘层已被严重损坏，属于典型的过电击穿现象，S电极附近也存在放电烧灼痕迹；碳膜电阻R1上的导电膜层大面积脱落，表面存在灼烧痕迹，且与外观检查中所观察到的裂缝位置对应；PWM控制芯片U1内部已被烧毁，且烧毁现象在PIN4表现最为明显。结合电性能测试和开封实验结果，可初步判断器件损坏是由过电流和过压引起。

C. 电路分析

问题聚焦于如图所示的反激式开关电源电路中，与外观异常直接相关的电路设计主要包括：吸收回路和PWM控制电路。

吸收回路在电路中的主要作用是吸收MOSFET在高频工作状态下引起的尖峰反电压和电流，如果尖峰电压和电流不能被有效吸收，将会对电路的可靠性造成影响。对吸收回路排查显示：吸收回路（含220K电阻、电容C2、二极管D1）电性能正常，尖峰电压吸收功能未失效。这表明吸收回路未受到影响，且应工作正常。

器件损坏出现在控制电路部分，上文已初步分析出器件损坏的直接原因是过流和过压。光耦是初级电路（图7绿线左侧）与次级电路（图7绿线右侧）直接相连的唯一器件，对光耦进行测试以确定过电流和过电压是否来源于次级电路，结果表明光耦工作响应正常（图8），且次级电路产生过流和过压的可能性很小，可以排除次级电路的影响。

综上所述，电路分析范围可缩小到如图8所示的部分。这部分电路中工作在高压状态下的只有MOSFET Q1。电阻R1（0.36Ω/1W）在电路中起反馈和限流作用，该电阻由于过流损坏，基本可以确定其所在电路有大电流通过，结合开封检查中PIN4的损伤最为明显的现象，可以得出结论：过电流是由于MOSFET Q1被击穿所致。

3.SEM+EDS分析

对失效PCBA板上MOSFET Q1焊接面PCB板上G和D引脚之间的异物成分进行成分分析，结果如下：

NG-1#：通过EDS成分分析可知，异物区主要成分为C、O、Mg、Si、Cl、Br、Sn元素，通过放大观察及成分确认，异物主要成分应为锡渣，且在MOSFET Q1中的PCB板焊接面的引脚之间的Sn含量均很高，而远离MOSFET Q1中的PCB板焊接面的引脚之间的位置Sn含量明显下降，由于该PCBA的MOSFET Q1的工作区域电压高达600V，由此推测，造成MOSFET Q1击穿的原因是引脚之间的锡渣残留。

对A款和B款助焊剂的成分进行成分分析发现：A款助焊剂在铜板上的残留较多，B款助焊剂在铜板上的残留很少，两款助焊剂的主要成分都是C、O、Br。

4.离子浓度测试分析

对NG板和OKPCBA板按照IPC-TM-650. 2.3.25C 溶剂萃取的电阻率（ROSE）进行NaCl当量测量，结果显示：失效板（NG-2#）表面离子浓度1.072μg NaCl/cm²，符合标准（≤1.56）；正常板（OK）离子浓度2.580μg，超标但未烧毁。说明表面离子不是导致PCBA烧毁的主要原因。