连接器引脚超级终端怎么用上锡不良失效分析
本文摘要:送检样品为某款PCBA板,该PCBA板上一连接器在经过SMT后发现个别引脚上锡不良,失效不稳定;该连接器引脚每侧共50个引脚,材质为铜表面镀镍镀锡,PCB焊盘表面为OSP工艺,锡膏成分为Sn-Ag-Cu(95%-3%-0.5%)。 2. 分析方法简述 2.1 样品外观观察 通过将失效

送检样品为某款PCBA板,该PCBA板上一连接器在经过SMT后发现个别引脚上锡不良,失效不稳定;该连接器引脚每侧共50个引脚,材质为铜表面镀镍镀锡,PCB焊盘表面为OSP工艺,锡膏成分为Sn-Ag-Cu(95%-3%-0.5%)。

2. 分析方法简述

2.1 样品外观观察

通过将失效样品和正常样品分别放在体式显微镜下观察,发现失效样品的某些引脚确实存在引脚上锡不良现象,失效引脚位置在连接器上分布不规律,但失效样品主要集中在连接器中间区域,且两端引脚上锡相对较好,典型照片见图1。正常样品表现为两端上锡饱满,中间区域引脚上锡不饱满,典型照片见图2,该现象说明失效可能与位置相关。

失效分析

 
图1 失效样品典型放大图片  

失效分析

 
图2 正常样品典型放大图片  

2.2 表面分析

如图3~4所示,分别对NG焊点表面和未使用引脚表面进行表面SEM观察和EDS成分分析,成分测试结果见表1~2,均未发现明显污染元素,说明造成该引脚上锡不良与污染相关性不大。

SEM+EDS

图3 NG焊点表面SEM图片和EDS能谱图

表1 NG焊点表面EDS测试结果(Wt%)

Spectrum C O Ni Cu Sn Total
位置1   3.34   4.83   /   1.15   90.68   100.00  
位置2   2.83   4.58   /   /   92.59   100.00  
位置3   2.99   5.51   0.82   /   Sn   100.00  

SEM+EDS

图4 未使用引脚表面SEM图片和EDS能谱图

表2 未使用连接器引脚表面EDS测试结果(Wt%)

Spectrum C O Sn Total
位置1   2.75   5.27   91.98   100.00  
位置2   2.74   5.43   91.82   100.00  

2.3剖面分析

将NG焊点分别按照横向和纵向制作切片,观察焊点内部连接情况:

如图5和表3所示,通过纵向切片可知,焊锡与焊盘间形成良好IMC层,而引脚与焊锡之间出现分离,分层中间存在异物,通过对异物进行成分分析,主要元素为C、O、Sn、Br,怀疑其可能为助焊剂;

如图6和表4所示,通过横向切片可知,NG焊点引脚与焊盘存在偏位现象,表现为两侧不上锡,焊锡与焊盘形成均匀连续的IMC层,引脚底部与焊锡之间亦存在分层,中间也存在异物。通过对分层处进行放大观察,发现引脚底部存在一层锡层,锡层成分为纯锡(如图6中位置1和2所示);而焊点焊锡成分中含少量Ag(位置4和5),与锡膏(Sn-Ag-Cu:95%-3%-0.5%)中成分相对应。由此可推出,NG焊点引脚底部锡层为引脚表面镀锡层,因此可侧面说明NG焊点在SMT过炉过程中,引脚底部与焊锡没有良好接触。

SEM+EDS

图5 NG焊点纵向切片SEM图片及EDS能谱图

表3 NG焊点引脚底部与焊锡之间异物EDS测试结果(Wt%)

Spectrum C O Br Sn Total
位置2   31.35   8.10   23.08   37.48   100.00  
位置3   26.99   5.78   25.18   42.05   100.00  
位置4   28.60   4.33   18.51   48.55   100.00  

SEM+EDS

图6 NG焊点横向切片SEM图片及EDS能谱图

表4 NG-3#焊点引脚底部与焊锡之间EDS测试结果(Wt%)

Spectrum C O Cu Ag Sn Total
位置1   1.06   0.78   0.70   /   97.46   100.00  
位置2   1.07   0.77   0.57   /   97.59   100.00  
位置3   13.51   16.40   1.75   /   68.35   100.00  
位置4   1.19   0.89   1.15   3.52   93.26   100.00  
位置5   1.23   0.92   0.93   2.30   94.63   100.00  

2.4 引脚剥离成分分析

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