PCBA焊接潤濕不良分析
No.1 案例概述
PCBA出現焊接潤濕不良，分析剝離的器件與PCB板，推測虛焊發生原因與助焊劑（警惕！電子產品的“隱形殺手”——助焊劑殘留）相關性較大。詳細分析方案，請瀏覽文章獲知。
No.2 分析過程
1.X-ray 檢測
說明：器件左下角底部焊盤幾乎沒有或僅少量錫膏焊接，該現象具有方向性。
2.外觀觀察
說明：器件左側焊點呈現堆積球形狀。
3.剝離器件位置分析
剝離器件未進行處理時分析
PCB板側外觀觀察
器件側外觀觀察
說明：剝離器件PCB板側焊盤未被完全潤濕，器件側焊盤僅沾少量錫膏，且兩側較多松香存留。
SEM分析
EDS分析
說明：焊盤表面被松香所覆蓋，檢出Au、Ni元素，表明該未潤濕位置鍍層Au未溶蝕。
異丙醇清洗去除表面松香后分析
測量方法 ：對剝離的器件使用異丙醇超聲清洗后，去除表面松香，對底部焊接不良的兩個焊盤進行分析。
金相觀察
說明：焊盤未潤濕位置局部顏色發暗。
SEM分析
說明：器件焊盤未潤濕位置表面存在密密麻麻微小凸起，晶格形貌無異常。
EDS分析
說明：對焊盤未潤濕位置進行EDS分析，檢出Ni、Au、Sn、Pd、O、P元素，表明未潤濕位置曾有少量Sn附著，但焊盤表面的金鍍層仍存在，即該位置在焊接過程中Au層未能熔融。
鋼網開口分析
說明：
1.未潤濕不良點主要集中于上圖所示位置（對向有少部分），該位置是助焊劑揮發氣體排出的主要通道；
2.開口隔斷僅0.25mm，助焊劑受熱后溢出且錫膏熔化匯集，進一步導致該通道的“排氣”作用減弱，造成內部氣流主要引向圖示不良點位，形成“抬起”效應。
No.3.分析結果
未潤濕失效點位置具有傾向性，基本集中在左下角位置，如下圖所示：
1.未潤濕的焊盤表面金層未溶蝕，說明錫膏熔化之后，該焊盤未與液態錫充分接觸，進而芯片引腳部位發生翹起，錫膏與焊盤分離；
2.PCB板材為鋁材質，器件封裝主要為玻璃材質，二者都不容易發生形變，排除因形變引發的翹起；
3.通過對鋼網開口的分析判斷，目前失效點位置是受助焊劑揮發氣流影響最大的位置。大量揮發的氣體，會將芯片“抬起”，造成圖示位置的輕微起翹。
綜合以上分析：
推測該焊接不良是由于大量助焊劑氣體揮發，其產生的氣泡集中由排氣孔散出，造成芯片起翹，使芯片焊盤與錫不能充分接觸造成虛焊。
No.4 改善方案
建議改善鋼網開口方式
1.內部九宮格開口；
2.增加隔斷，所有的隔斷寬度增加為0.4mm。
本篇文章介紹了PCBA焊接潤濕不良分析。高拓電子科技將會繼續分享關于PCB/PCBA、汽車電子及相關電子元器件失效分析、可靠性評價、真偽鑒別等方面的專業知識。
原創：新陽檢測中心