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化金板焊接不良失效分析

2016-01-26  瀏覽量:726

1.背景信息及說明:

X公司出現了壹批產品,品質部門反饋產品軟板上SMT元件焊接後易脫落,不良率約為3.3%,PCB焊盤上的斷裂面在電子顯微鏡下觀察,表現為平整的斷裂面。美信檢測利用自身的設備及技術資源,與該公司品質人員確定了試驗方案,協作分析出了失效原因並確定了改善對策,最大程度的減少了企業的經濟損失。

 

2.解析過程:

A.確定了試驗方案後我們針對失效樣品做了如下的分析:

 

失效分析

備註:AuSn4是壹種很脆的金屬間化合物,是引起“金脆”現象的主要原因﹐對焊點強度影響較大。

 

B.找到導致焊點易脫落的失效機理後,與該公司工藝人員溝通後,得知其焊接時的TOL長達70s,但由於該款產品即小又薄,且零部件布局密度也較低。這樣過長的TOL時間導致焊點IMC結構粗大、松散,富P層過厚並形成了Ni-Sn-P層。

 

3.分析結論:

由以上分析結果可以導致焊點易脫落的原因是多方面因素造成的,總結如下:

a). 失效元件的焊點形成了大結構的(Ni,Cu)3Sn4 IMC,過多的易脆的IMC的生成會導致焊接強度偏低,在受到應力時焊點容易在IMC於PAD上的富P層之間開裂。

b). 同時焊點的富P層也很厚,富P層內由於Ni擴散而形成的裂縫會降低焊點的強度。

c). 焊點焊接界面附近殘留的AuSn4合金(可能是PCB PAD金層過厚或焊點錫量過少不利Au的熔融導致),這種合金可能會引起“金脆”,對焊點強度也有壹定影響。

d). 焊點在富P層與(Ni,Cu)3Sn4 IMC間形成了對焊接強度危害極大的Ni-Sn-P合金,焊點的斷裂主要發生在Ni-Sn-P層附近。

 

4.改善意見:

減少回流時間到45s~55s,以抑制Ni-Sn-P層的形成,減少焊點IMC、富P層厚度。改善PCB表面處理制程,杜絕“黑鎳”現象發生。減薄PCB PAD金層厚度或增加焊點錫量以防止“金脆”發生。

 

最後X公司根據美信檢測對工藝及制程的改善建議,對該產線的工藝及制程進行了更新後,成功的解決了該產品焊接後焊點易脫落的問題。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請註明出處 ***

 

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