焊点失效分析技术及案例

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1、1.0PCBA焊点可靠性的位置与作用电子电器焊点失效分析技术及案例核心PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly印制电路组件)焊互连可靠性PCB可元点︵压靠器中国赛宝实验室可其接可性件靠它绑靠罗道军性︶定性0086-2087237161,luodj@ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com1.1导致PCBA互连失效的主要的环境原因1.2PCBA焊点的主要失效模式主要失效模式假机疲腐其焊械劳蚀他虚强寿焊度命低低Source:U.S.AirForceAvionicsIntegrity

2、ProgramCeprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com1.3PCBA焊点形成过程与影响因素1.3.1焊点形成的关键－润湿过程分析σlg焊点形成的基本过程Gas气相σgsθσsolderls润湿扩散冶金化Pad(DevicePCB)最关键步骤，影响因素：焊接温度、焊接时间、冷却时间PCB、元器件、焊料、焊剂设备、工艺参数焊接温度、焊接时间Ceprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.c

3、om11.4PCBA焊点的主要失效机理（2）1.4PCBA焊点的主要失效机理（1）SolderJointStress/StrainfromThermalCyclesSolderJointStress/StrainfromVibrationCeprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com1.5PCBA焊点的主要失效原因分析2.0失效分析的基本方法与程序（1）1.元器件引脚不良镀层、污染、氧化、共面报失效定位失效机理分析失效原因分析告主2.PCB焊盘不良镀层、污染、氧化

4、、翘曲要失效3.焊料质量缺陷组成、杂质超标、氧化无损分析破坏性分析原因4.焊剂质量缺陷低助焊性、高腐蚀、低SIR¾收集分析与失效有关的文件资料及背景材料5.工艺参数控制缺陷设计、控制、设备¾在立体显微镜下检查PCBA，记录任何异常现象（可疑的焊点、机械损伤、变色、污染或腐蚀等）6.其它辅助材料缺陷胶粘剂、清洗剂¾从电性能的角度确定失效以及失效的部位¾普通显微镜观察不到的部位，通常需要X射线透视检查Ceprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com2.0失效分析的基本方

5、法与程序（2）2.1PCBA焊点失效分析的注意事项¾与线路板相关的失效一般作破坏性的金相切片分析，寻找失效根源∑不要随意回流那些可疑失效元器件的焊点¾与元器件相关的失效通常需要开封分析与切片分析¾而与污染、腐蚀导致的失效通常无需开封与切片分析∑不要使用机械或电气的探头企图拟合开路¾SEM/EDS分析进一步确认失效的根源，元素分析可以揭示化学与材料的影响因素的焊点与PCB通孔¾FT－IR显微镜确证导致污染或腐蚀失效的污染物的组成及其来源¾综合分析各分析结果与背景材料，形成初步结论∑不要污染或损伤样品¾进行必要的验证试验（如元器件与PCB的可焊性测

6、试等）－－－保护现场！！！¾形成最终结论，编制报告Ceprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com23.0焊点失效分析技术3.1外观检查VisualInspection¾1.外观检查VisualInspection¾2.X射线透视检查X－RayInspection1.润湿角¾3.金相切片分析MicrosectionInspection2.失效部位失效定位¾4.扫描超声显微镜检查C－SAMInspection¾3.批次或个别模式初判5.红外热相分析IR－Thermal

7、Image¾6.红外显微镜分析FT－IRMicroscopy4.焊点表面颜色¾7.能谱与扫描电镜分析EDX&SEM¾8.染色与渗透检测技术Dye&PryTesting主要工具：立体显微镜、金相显微镜、光学显微镜Ceprei-Rac----www.rac.ceprei.comCeprei-Rac----www.rac.ceprei.com3.2X射线透视检查X－RayInspection3.2.1X－rayInspection失效定位举例－开路1.焊点内部缺陷检查x失效定位2.通孔内部缺陷x模式判定3.密集封装BGA、CSP缺陷焊点定位xx4.P

8、CB缺陷定位x主要设备：FeinfocusX-rayInspectionSystem:FXS-160.403DX检测，分辨率～1微米µBGA:高放大倍