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嘉峪檢測網 2020-10-25 15:04
背景:PCB鍍金板焊接后發現大量電容立碑現象,而且立碑方向一致,各種編號PCB不良率不同。故需進行原因分析,提供改善對策。
01、分析結果:
金層厚度:編號4 >編號5 >編號3,各編號金層厚度普遍偏厚;
焊點內均生成大量的AuSn4 ,容易造成“金脆”,影響焊點強度;
焊盤大小不一,融入焊料后導致合金熔點不同,可能是造成本次立碑問題的根本原因。
02、失效癥狀:
電容立碑
03、失效形式:
焊接不良失效
04、失效機理:
焊盤大小不一導致焊料合金熔點差異
05、根本原因:
焊盤設計不合理
06、改善建議:
減少PCB鍍Au層厚度,增大焊接工藝窗口,以抵消焊盤面積差異所帶來的不良影響。
由於該PCB會作為IC基板,部分焊盤會打上金線,Au層不能過薄。因此, 需進行相關實驗來確定最佳Au厚。
PCB鍍金板焊接后發現大量電容立碑現象,而且立碑方向一致。各種編號PCB不良率不同。
*不良率:編號4 >編號5 >編號3
所有電容立碑方向一致,孤立焊盤及連有導線的焊盤均會出現立碑。
立碑后焊錫基本上附著在電容端。NG焊點光澤度偏低,表面較為粗糙。部分PAD表面露金。
從上表可以看出,各編號PCB裸板金層普遍偏厚(通常焊接用金厚為0.1um,IPC 6012規定焊盤最大金厚為0.8um,Class2)。
金層厚度:編號4>編號5>編號3
OM觀察發現,NG電容兩端焊盤存在面積差異。1號焊盤面積大于2號焊盤約12.5%(見上圖)。過爐后立碑不良均發生在1號焊盤。
對失效焊盤進行表面成份分析,結果表明不良焊點仍存在大量的金元素。
對NG焊點進行切片分析,發現2號焊盤(小焊盤)金層已全部溶解,焊點中生成了(Cu,Ni)3Sn4的IMC,但IMC厚度略微偏薄(見上圖,正常IMC厚度1~5μm)。
對NG焊點的1號焊盤(大焊盤)進行切片分析,發現金層溶解狀況較差。焊點中生成了大量的AuSn4。
結論:
金層厚度:編號4 >編號5 >編號3,各編號金層厚度普遍偏厚;
焊點內均生成大量的AuSn4 ,容易造成“金脆”,影響焊點強度;
焊盤大小不一,融入焊料后導致合金熔點不同,可能是本次立碑問題的根本原因。
改善建議:
減少PCB鍍Au層厚度,增大焊接工藝窗口,以抵消焊盤面積差異所帶來的不良影響。
由于該PCB會作為IC基板,部分焊盤會打上金線,Au層不能過薄。因此, 需進行相關實驗來確定最佳Au厚。
來源:優爾鴻信