焊盘失效分析-j9九游会登录入口

1. 案例背景 

    送检样品为某pcba板，该pcb板经过smt后，发现少量焊盘出现上锡不良现象，样品的失效率大概在千分之三左右。该pcb板焊盘表面处理工艺为化学沉锡，该pcb板为双面贴片，出现上锡不良的焊盘均位于第二贴片面，。

2. 分析方法简述 

2.1

    如图1所示，通过对失效焊盘进行显微放大观察，焊盘存在不上锡现象，焊盘表面未发现明显变色等异常情况。

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图1、失效焊盘图片

2.2 焊盘表面sem eds分析

    如图2~4所示，对ng焊盘、过炉一次焊盘、未过炉焊盘分别进行表面sem观察和eds成分分析，未过炉焊盘表面沉锡层成型良好，过炉一次焊盘和失效焊盘表面沉锡层出现重结晶，表面均未发现异常元素；

2.3 焊盘fib制样剖面分析

    如图5~7所示，利用fib技术对失效焊盘、过炉一次焊盘及未过炉焊盘制作剖面，对剖面表层进行成分线扫描，发现ng焊盘表层已经出现cu元素，说明cu已经扩散至锡层表面；过炉一次焊盘表层在0.3μm左右深度出现cu元素，说明过炉一次焊盘后，纯锡层厚度约为0.3μm；未过炉焊盘的表层在0.8μm左右深度出现cu元素，说明未过炉焊盘的纯锡层厚度约为0.8μm。鉴于eds测试精度较低，误差相对较大，接下来采用aes对焊盘表面成分进行进一步分析。

2.4 焊盘表面aes成分分析

    对ng焊盘和过炉一次焊盘的极表面成分进行分析， ng焊盘在0~200nm深度范围内，主要为sn、o元素，200~350nm深度范围内，为铜锡合金，几乎不存在纯锡层；过炉一次焊盘在0~140nm深度范围内主要为锡层，之后出现元素cu（金属化合物），如图12~15所示。

3. 分析与讨论

    ，由以上分析结果可以导致焊盘不上锡的原因总结如下：

    a). ng焊盘表面纯锡层已经完全消耗殆尽（表层氧化，内部则转化为金属间化合物），不能满足良好的可焊性要求；

    b). 焊盘经过过炉一次时，高温会促使锡与铜相互扩散，形成合金层，导致纯锡层变薄；

    c). ng焊盘在smt贴装前已经过完一次炉，在过炉过程中，表层锡会被氧化，同时高温加剧锡与铜相互扩散，形成铜锡合金，使铜锡合金层变厚，锡层变薄。当锡层厚度小于0.2μm，焊盘将不能保证良好的可焊性，出现上锡不良失效。

4. 建议

    （1）采用氮气作为smt保护气氛；

    （2）增加pcb板沉锡层厚度，保证在过炉一次后，锡层厚度仍能满足可焊性要求；

5. 参考标准

    （1）gjb 548b-2005 微电子器件试验方法和程序 方法 5003 微电路的程序

    （2）ipc-j-std-003b-2007 印刷电路板可焊性测试方法

*** 报告结束 ***

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