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案例背景 & s m* i) }$ p( l$ W$ h
锡厚度不均匀导致的镀层合金化是热风整平(喷锡)工艺PCB常见的失效模式。
! b4 x$ u4 ~4 a不良解析过程
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3 r4 W5 Q) V+ a" p" N& q
1.外观目检 " R( M- Y! `* c" ]+ | R
6 \3 @2 u" l, _" r9 v' P/ {说明:PCB焊盘的表面处理方式为热风整平(喷锡)。 ! \* u& m6 g- N% J! ?5 b
2.EDS分析 - |' Q2 `" B8 A8 B
1 q' R* B+ n7 Q; Q% l6 v说明:失效焊点PAD上无明显锡膏(Sn)附着,未发现异常元素, C元素约占30%(助焊剂主要成分之一)。 2 k8 p) Y, }9 E( b( p' T b1 u1 G# Y
3.断面金相分析 0 R# B! X/ z( E# U* d" G
* C) L7 j7 g1 E1 V. C9 e- v/ R说明:断面分析显示,未润湿位置具有表面合金化的典型特征,即IMC层裸露。
7 o$ m; q+ P- u" L$ h5 X0 }4.断面SEM分析 4 x1 k9 j' e$ T) D X' r
# U# F+ {* f" E# H说明:PCB的镀层分析Sn的厚度,对PAD位置进行断面SEM分析, PAD表层呈现合金化状态。 * g/ O) N' L9 ]1 ^3 x
失效机理解析 ; H$ p+ h. V0 `4 O% l. I, x% S4 h
PCB表面Sn镀层厚度不均匀,导致局部位置焊盘表面的镀层合金化,即IMC层(Cu6Sn5)裸露,由于IMC含有大量的Cu,其熔点远高于锡焊料,从而造成焊盘表面可焊性降低,回流焊接时易发生焊盘不润湿,焊锡爬至器件焊端的现象。 # L% P" ^7 n5 z( ]+ K
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