谨防催化剂中毒！催化剂失效引起的PCBA固化不良现象分析

背景介绍

某PCBA板用室温硅胶成品出货时发现有胶水泄露的现象，现对严重固化不良湿气处理过的失效PCBA和固化不佳的失效PCBA、使用的催化剂、交联剂、室温胶、助焊剂检测分析，找出失效原因。

测试分析

1 光学分析

利用超景深数码显微镜对背面硅胶进行观察，发现湿气处理PCBA板背面有较多的透明颗粒，如图1所示；固化不佳PCBA背面固化不良位置，焊锡周围硅胶呈现粘稠状液体形貌，焊锡表面有黄色物质，如图2所示。

2 FTIR分析

利用傅里叶变换显微红外光谱仪对助焊剂主成分、湿气处理PCBA背面透明颗粒以及固化不佳PCBA焊锡表面黄色物质进行分析，得知助焊剂主成分为松香，如图3所示，松香中含有COOH，属于酸性物质;湿气处理透明颗粒主要为助焊剂中松香成分，而固化不佳PCBA焊锡表面黄色物质主要为松香生成的盐,如图4所示。

对样品湿气处理PCBA包装袋内成分、催化剂进行分析，得知包装袋内成分为松香，如图5所示；催化剂成分为1,1,3,3-四甲基-2-[3-（甲氧基硅基丙基）]胍，胍基属于强碱物质，如图6所示。

3 GCMS分析

取样固化不佳PCBA背面固化不良位置以及正面固化完全位置的胶，加入少量的四氢呋喃，然后超声波，利用气相-质谱联用仪对萃取液进行成分分析，发现（固化不佳）背面固化不良位置有松香的峰，其余硅氧烷环体，而正面固化完全位置的胶无明显松香的峰，如图7所示。

图7 固化不佳PCBA背面和正面硅胶GCMS谱图

4 模拟验证分析

取少量助焊剂烘干，剩下有效松香成分，加入硅胶搅拌均匀后，用吸管吸取混合后的硅胶，滴在载玻片一端，同时吸取未加任何物质处理的硅胶，滴在载玻片另一端，放置5天，未加任何物质的硅胶已经完全固化，而加过助焊剂松香的硅胶呈粘稠状态，未有明显固化，松香的确影响硅胶固化，如图8所示。

图8 硅胶加入松香与不加松香对比图片

结论

综上所述，严重固化不良表面无色透明颗粒为松香，包装袋液体也为松香；固化不佳黄色物质为已经生成松香盐；助焊剂使用的是松香型助焊剂，松香结构中含有COOH，属于有机酸；催化剂含有胍基，胍基为强碱，碱性与氢氧化钠相似，两者相遇会反应生成盐。

胶固化不良的原因是PCBA表面残留较多的松香，松香与胶中催化剂发生反应，导致催化剂中毒，起不到催化作用，导致固化不良。

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