焊点开裂不良失效分析-j9九游会登录入口

2017-01-17  浏览量:4711

邓胜良

(深圳市美信检测技术股份有限公司,深圳宝安,518108)

 

摘要:某化镍浸金的fpc软板,在组装完成后,发现部分焊点存在开裂失效。通过外观检查,表面分析及剖面分析等分析手段,发现焊盘中镍层存在开裂,在焊接过程中,cu过度的扩散到金属间化合物中去,严重降低金属间化合物与镀层之间的强度,导致焊点发生开裂失效。

 

关键词:焊点开裂;镍层断裂;铜扩散

 

1 案例背景

送检样品为某fpc板,该fpc板经过smt后经辊筒测试,发现部分焊点存在开裂失效。该pcb板焊盘表面处理工艺为化镍浸金。

 

2 分析方法简述

如图1和2所示,失效焊点断裂界面呈明显的脆性断口,失效焊盘镍层存在明显的开裂现象。通过切片分析,失效焊点主要开裂在imc层与ni层之间的界面处,失效焊点imc层中cu含量明显高于ni含量。

 

失效分析 失效分析
图1 失效样品外观图片
失效分析 失效分析
图2 失效样品sem图片
失效分析 失效分析
图3 失效焊点的切片图

 

表1. ng-3焊点切片eds测试结果(wt%)

spectrum c o ni cu sn total
位置1 2.5 1.5 16.5 34.4 45.2 100.0
位置2 2.4 2.0 14.0 26.2 55.4 100.0
位置3 1.5 2.0 5.2 13.2 78.1 100.0
位置4 1.8 6.6 / / 91.6 100.0

 

3 分析与讨论

该焊点失效界面为典型的铜扩散现象,正常的enig焊盘与焊料之间形成ni3sn4的imc层,ni层作为阻挡层,阻挡cu向焊料扩散,亦或形成少量的(cu,ni)6sn5的三元合金,当ni层发生开裂时,cu会沿裂缝向焊料急剧扩散,当cu大量异常的向锡镍合金扩散时,必然改变imc的结构和物理性能,其机械性能弱化,脆性增加而与ni层的结合力减弱,在受到外力作用下,易发生开裂失效现象。smt的高温和长时间回流焊及焊盘的ni层开裂均有助于cu扩散现象的发生。

 

本案焊点失效的主要原因为在smt前,焊盘的ni镀层存在开裂,致使在焊接过程中cu向imc层大量扩散,改变了imc层的结构和物料特性,致使界面机械性能严重下降。

 

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