【5A文】焊点失效分析技术与经典案例.ppt

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1、【5A文】焊点失效分析技术与经典案例PCBA(PrintedCircuitBoardAssembly印制电路组件)1.0PCBA焊点可靠性的位置与作用互连可靠性焊点可靠性元器件可靠性压接绑定（其它）PCB可靠性电子电器核心Source:U.S.AirForceAvionicsIntegrityProgram1.1导致PCBA互连失效的主要的环境原因主要失效模式假焊虚焊疲劳寿命低机械强度低腐蚀其他1.2PCBA焊点的主要失效模式1.3PCBA焊点形成过程与影响因素焊点形成的基本过程润湿扩散冶金化最关键步骤，影响因素

2、：PCB、元器件、焊料、焊剂设备、工艺参数焊接温度、焊接时间、冷却时间焊接温度、焊接时间qslgslssgsPad(DevicePCB)Gas气相solder1.3.1焊点形成的关键－润湿过程分析1.4PCBA焊点的主要失效机理（1）SolderJointStress/StrainfromThermalCycles1.4PCBA焊点的主要失效机理（2）SolderJointStress/StrainfromVibration1.5PCBA焊点的主要失效原因分析主要失效原因2.PCB焊盘不良1.元器件引脚不良3.焊

3、料质量缺陷4.焊剂质量缺陷5.工艺参数控制缺陷6.其它辅助材料缺陷镀层、污染、氧化、共面镀层、污染、氧化、翘曲组成、杂质超标、氧化低助焊性、高腐蚀、低SIR设计、控制、设备胶粘剂、清洗剂2.0失效分析的基本方法与程序（1）收集分析与失效有关的文件资料及背景材料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）从电性能的角度确定失效以及失效的部位普通显微镜观察不到的部位，通常需要X射线透视检查失效定位失效机理分析失效原因分析报告无损分析破坏性分析与线路板相关的失效一般作破坏性的

4、金相切片分析，寻找失效根源与元器件相关的失效通常需要开封分析与切片分析而与污染、腐蚀导致的失效通常无需开封与切片分析SEM/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FT－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综合分析各分析结果与背景材料，形成初步结论进行必要的验证试验（如元器件与PCB的可焊性测试等）形成最终结论，编制报告2.0失效分析的基本方法与程序（2）2.1PCBA焊点失效分析的注意事项不要随意回流那些可疑失效元器件的焊点不要使用机械或电气的探头企图拟合开路的焊点

5、与PCB通孔不要污染或损伤样品－－－保护现场！！！3.0焊点失效分析技术1.外观检查VisualInspection2.X射线透视检查X－RayInspection3.金相切片分析MicrosectionInspection4.扫描超声显微镜检查C－SAMInspection5.红外热相分析IR－ThermalImage6.红外显微镜分析FT－IRMicroscopy7.能谱与扫描电镜分析EDX&SEM8.染色与渗透检测技术Dye&PryTesting1.润湿角2.失效部位3.批次或个别4.焊点表面颜色3.1外观

6、检查VisualInspection失效定位模式初判主要工具：立体显微镜、金相显微镜、光学显微镜3.2X射线透视检查X－RayInspection1.焊点内部缺陷检查2.通孔内部缺陷3.密集封装BGA、CSP缺陷焊点定位4.PCB缺陷定位失效定位模式判定主要设备：FeinfocusX-rayInspectionSystem:FXS-160.403DX检测，分辨率～1微米3.2.1X－rayInspection失效定位举例－开路xxxxxµBGA:高放大倍率下双精度斜面观察.开路的焊接点（X）3.2.2X－RayI

7、nspection失效定位举例－桥联xxxxABGA1020(32x32)自动标识焊接连桥3.2.3X－RayInspection失效定位举例－润湿不良xxxxx多样的隆起直径和差的浸润3.3金相切片分析MicrosectionInspection取样镶嵌切片抛磨腐蚀观察方法与步骤仪器设备：取样机（或慢锯）、抛磨机、金相显微镜材料：环氧树脂、蚀刻液、抛光膏依据：IPC－TM－6502.1.1第1排3.3.1金相切片分析举例（1）BGA焊点失效3.3.1金相切片分析举例（2）金属化孔失效3.3.1金相切片分析举例（

8、2）3.4扫描超声显微镜检查C－SAMInspection1.无铅工艺制程中元器件封装内部缺陷（分层、空洞、裂纹）检查2.FCOB倒装焊点空洞以及微裂纹分析失效定位模式判定利用高频超声波在材料不连续界面上反射产生的位相及振幅变化来成像Delamination3.5红外热相分析IR－ThermalImage1.PCBA温度分布分析2.模块温度分布分析（温度过高、过低部位的焊