文章來源：騰昕檢測

案例背景

PCB回流后出現(xiàn)圖示芯片位置焊盤不潤濕現(xiàn)象，目前的失效面是第二次貼裝面，不良主要集中在芯片位置，具體的PIN腳無明顯趨勢。

分析過程

Part.1

失效點外觀分析

#1失效點外觀圖示：

#2失效點外觀圖示：

#3失效點外觀圖示：

從以上述外觀檢測結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，不良主要集中于芯片引腳焊盤的位置。

發(fā)生嚴(yán)重不良的區(qū)域完全無錫潤濕，表現(xiàn)輕微的區(qū)域有錫退潤濕現(xiàn)象，未潤濕PAD平整，存在明顯助焊劑殘留。

Part.2

針對#2失效點位的表面分析

1、對三個典型PAD進(jìn)行SEM分析：

圖示三個典型未潤濕PAD均處于完全無錫附著的狀態(tài)，表面平整，有明顯的助焊劑殘留。

說明在回流初期，錫曾作用于這個面，但因潤濕不良，出現(xiàn)退潤濕而導(dǎo)致焊錫無附著。

2、對PAD上有殘留物的位置進(jìn)行EDS成分分析

以C元素為主（助焊劑主要成分之一），Sn、Cu占比比例約2:1。

3、對PAD上無明顯殘留的位置進(jìn)行EDS成分分析

排除掉其他元素成分影響，表面成分以Cu、Sn組成，整體比例約40:60。

Part.3

#1失效點切片斷面分析

切片方向（第一排）

1、斷面金相分析

圖一  不潤濕部位斷面圖示

圖二  蝕錫、蝕銅后的斷面圖示

圖一不潤濕點焊錫主要收縮至器件后焊腳位置，延伸出來的PAD上不潤濕。

通過圖二可以看到未潤濕位置無銅咬蝕的特征，且未潤濕面基本無（單純的）錫殘留。

2、斷面SEM分析

未潤濕PAD表層呈現(xiàn)合金化狀態(tài)（IMC層裸露）。

3、斷面EDS分析

IMC層以Cu、Sn為主要成分，整體比例約40:60。

Part.4

PCB芯片pad鍍層厚度分析

對同周期PCB的鍍層分析，為Cu+Sn（噴錫工藝），Sn的厚度Min10.22μm，Max 16.73μm，平均13.96μm。

分析結(jié)果

噴錫板在PCB噴錫工藝端會形成IMC，實現(xiàn)Sn的附著。在SMT回流焊時，已經(jīng)形成的IMC厚度會增長，從而消耗掉一部分表層Sn。

從本次的失效點特征分析，可以判斷導(dǎo)致PAD不潤濕的原因是PAD表面的噴錫合金化，IMC層裸露，造成表面潤濕性降低，形成潤濕不良。推斷PAD表面鍍層合金化的原因：

1、PCB噴錫工藝存在缺陷，受熱風(fēng)影響噴錫不均勻，特別是芯片類小面積PAD；

2、該P(yáng)CB芯片面實際回流了2次，第1次芯片面空載回流，加劇PCB上的芯片位置PAD合金化。

改善建議

1、PCB噴錫工藝的控制優(yōu)化，小面積PAD上的Sn均勻性可以通過外觀及可焊性測試進(jìn)行控制檢驗；

2、在保障LED面焊接質(zhì)量的前提下，降低整體的回流溫度及時間，降低芯片面鍍層合金化程度；

3、減小芯片pin腳焊接時的芯吸效應(yīng)，回流溫度上下溫區(qū)溫度差異化設(shè)定（上溫區(qū)＞下溫區(qū)5-10℃）。