焊点失效分析技术与案例-经典.pptVIP

4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(2) 二 外观检查 焊点已脱落的焊盘 对应的未焊接焊盘 三 金相切片 典型的翼型引脚焊点切片 焊膏润湿性试验 OK 4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(3) 四金镀层质量分析 ENIG Finish Pad Au－Coating的外观SEM形貌 裂缝 空隙 4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(4) 五镍镀层质量分析01 蚀刻掉金镀层的焊盘的SEM照片 金镀层蚀刻后出现的“黑焊盘”现象 Au Ni 4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(5) 六镍镀层质量分析02 镍镀层的组成EDX分析（P含量偏低） 4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(6) 分析结论 PCB焊盘金镀层和镍镀层结构不够致密，表面存在裂缝，空气中的水份容易进入以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中；同时镍镀层磷含量偏低，导致了镀层耐酸腐蚀性能差，容易发生氧化腐蚀变色，出现 “黑焊盘”现象，使镀层可焊性变差。通常作为可焊性保护性涂覆层的金镀层在焊接时会完全溶融到焊料中，而镍镀层由于可焊性差不能与焊料形成良好的金属间化合物，最终导致元器件因焊点强度不足而容易从PCB板面脱落。 ENIG Finish Pad 结构示意图 Cu LAMINATE Ni Au 4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(7) 焊点失效分析技术及案例 PCBA (Printed Circuit Board Assembly 印制电路组件 ) 1.0 PCBA焊点可靠性的位置与作用 互连可靠性 焊点可靠性 元器件可靠性 压接绑定（其它） PCB可靠性 电子电器核心 Source: U.S. Air Force Avionics Integrity Program 1.1 导致PCBA互连失效的主要的环境原因 主要失效模式 假焊虚焊 疲劳寿命低 机械强度低 腐蚀 其他 1.2 PCBA焊点的主要失效模式 1.3 PCBA焊点形成过程与影响因素 焊点形成的基本过程 润湿 扩散 冶金化 最关键步骤，影响因素：PCB、元器件、焊料、焊剂设备、工艺参数 焊接温度、焊接时间、冷却时间 焊接温度、焊接时间 q slg sls sgs Pad(Device PCB) Gas 气相 solder 1.3.1 焊点形成的关键－润湿过程分析 1.4 PCBA焊点的主要失效机理（1） Solder Joint Stress / Strain from Thermal Cycles 1.4 PCBA焊点的主要失效机理（2） Solder Joint Stress / Strain from Vibration 1.5 PCBA焊点的主要失效原因分析 主要失效原因 2.PCB焊盘不良 1.元器件引脚不良 3.焊料质量缺陷 4.焊剂质量缺陷 5.工艺参数控制缺陷 6.其它辅助材料缺陷 镀层、污染、氧化、共面 镀层、污染、氧化、翘曲 组成、杂质超标、氧化 低助焊性、高腐蚀、低SIR 设计、控制、设备 胶粘剂、清洗剂 2.0 失效分析的基本方法与程序（1） 收集分析与失效有关的文件资料及背景材料 在立体显微镜下检查PCBA，记录任何异常现象（可疑的焊点、机械损伤、变色、污染或腐蚀等） 从电性能的角度确定失效以及失效的部位 普通显微镜观察不到的部位，通常需要X射线透视检查 失效定位 失效机理分析 失效原因分析 报告 无损分析 破坏性分析 与线路板相关的失效一般作破坏性的金相切片分析，寻找失效根源 与元器件相关的失效通常需要开封分析与切片分析 而与污染、腐蚀导致的失效通常无需开封与切片分析 SEM/EDS分析进一步确认失效的根源，元素分析可以揭示化学与材料的影响因素 FT－IR显微镜确证导致污染或腐蚀失效的污染物的组成及其来源 综合分析各分析结果与背景材料，形成初步结论 进行必要的验证试验（如元器件与PCB的可焊性测试等） 形成最终结论，编制报告 2.0 失效分析的基本方法与程序（2） 2.1 PCBA焊点失效分析的注意事项 不要随意回流那些可疑失效元器件的焊点 不要使用机械或电气的探头企图拟合开路的焊点与PCB通孔 不要污染或损伤样品 －－－保护现场！！！ 3.0 焊点失效分析技术 1.外观检查 Visual Inspection 2.X射线透视检查 X－Ray Inspection 3.金相切片分析 Microsection Inspection 4.扫描超声显微镜检查 C－SAM Inspection 5.红外热相分析 IR－Thermal Image 6.红外显微镜分析 FT－IR Microscopy 7.能谱与扫描电镜分析 EDX SEM 8.染色与渗透检测技术Dye Pry Testing 1.润湿角 2.失效部位 3.批次或个别 4