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立碑不良分析

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立碑不良現(xiàn)象





【關(guān)鍵詞】立碑、貼片電阻、錫珠擴(kuò)散、IMC層、模擬驗證、溫差

【摘要】對一立碑不良的PCBA進(jìn)行了元素分析、斷面觀察、錫珠擴(kuò)散測試等常規(guī)的檢測分析后,并沒有找到失效原因。通過對該PCB的gerber資料進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)貼片電阻兩側(cè)的焊盤所連接的銅面大小相差很大,使用溫度模擬測試驗證了兩個焊盤在焊接時會產(chǎn)生一定的溫差的可能性。


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背景案例

1.失效樣品為某型號單面貼片電路板,該PCB板經(jīng)過組裝后發(fā)現(xiàn)有貼片電阻立碑不良現(xiàn)象,不良率較高,并且位置固定。

2、分析方法簡述

2.1外觀檢查

通過外觀觀察,發(fā)現(xiàn)貼片電阻一側(cè)引腳翹起,對應(yīng)的焊盤上無明顯的焊錫,也沒有觀察到明顯的助焊劑擴(kuò)散現(xiàn)象,焊錫主要集中在電容的端電極上。

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2.2 表面EDS分析

對立碑位置的焊盤表面進(jìn)行EDS分析,沒有檢出異常的元素成分,其中PCB表面處理為化學(xué)銀,錫膏為有鉛錫膏。

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2.3 錫珠擴(kuò)散測試

取相同生產(chǎn)同周期的未焊接的PCB板,在與立碑不良位置相同的焊盤進(jìn)行表面EDS分析,未檢出異常元素。

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2.4 錫珠擴(kuò)散測試

使用相同生產(chǎn)同周期的未焊接的PCB板進(jìn)行錫珠潤濕擴(kuò)散測試,對測試后的焊錫進(jìn)行直徑測量,擴(kuò)散直徑大于2倍錫珠直徑(見圖3),初步確認(rèn)焊盤的潤濕性無異常;進(jìn)行斷面觀察,IMC層形成良好(見圖4),進(jìn)一步說明焊盤的可焊性無異常

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2.5立碑位置斷面SEM觀察

對立碑不良位置進(jìn)行斷面SEM觀察,發(fā)現(xiàn)焊盤上有IMC層(見圖5),對IMC層進(jìn)行EDS分析,檢出錫、鉛元素(錫膏中主要元素),說明焊接時錫膏參與了IMC層的形成,焊盤的可焊錫無異常。

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2.6溫差測試(模擬驗證)

對立碑不良位置的2個焊盤所在的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)兩個焊盤所連接的銅面相差較大,未翹起的一側(cè)的焊盤連接的是一整塊銅面,而翹起的一側(cè)的焊盤連接的是一小塊銅面,理論上在焊接時這兩個焊盤會有一定的溫度差。為了確認(rèn)兩焊盤的溫度差,進(jìn)行了模擬測試,發(fā)現(xiàn)兩焊盤溫度差最高達(dá)到了25.2℃。

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4、結(jié)論

1.元素分析未發(fā)現(xiàn)有阻焊的物質(zhì),同時錫珠擴(kuò)散測試結(jié)構(gòu)為OK,說明PCB的可焊性無異常

2. 根據(jù)IMC層中的銀、鉛元素,進(jìn)一步說明PCB的可焊錫是OK的,

3.使用模擬驗證測試,驗證了PCB焊盤銅面大小對焊接溫度的影響

5、建議

1.改善優(yōu)化PCB設(shè)計。


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