焊点切片分析

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焊点缺陷分析演示课件

? 引线浸润性不良铬铁温度不够。 ? 双面板堵通孔焊接时间长，孔内空气膨胀 ? 助焊剂中含有水份 ? 焊接温度高
2019/11/8 危害:
? 暂时导通，但长时间容易引起导通
16
不良
铜箔翘起
铜箔翘起
、
铜箔从印制板上脱离
原因分析: ? 焊接时间太长，温度过高 ? 元件受到较大力挤压
危害: ? 印制板已被损坏
焊料堆积
焊点结构松散 , 白色无光泽
原因分析:
? 焊料质量不好 ? 焊按温度不够
? 焊接未凝固时,元器件引线松动
危害:
? 机械强度不足,可能虚焊ຫໍສະໝຸດ 2019/11/85
焊料过多
焊料过多
焊料面呈凸形
原因分析: ? 焊丝撤离过迟 ? 上锡过多
危害: ? 浪费焊料,且可能包藏缺陷
2019/11/8
6
焊料过少
危害: ? 外观不佳，容易造成桥接现象
2019/11/8
14
针孔
针孔
、
目测或低倍放大
镜可见有孔
原因分析: ? 引线与焊盘孔的间隙过大 ? 焊丝不纯 ? PCB板有水气
危害: ? 强度不足，焊点容易腐蚀
2019/11/8
15
气孔
气孔
、
引线根部有喷火
式焊料隆起，内
部藏有空洞
原因分析: ? 引线与焊盘孔的间隙过大
2019/11/8
焊锡未流满焊盘
12
松动
松动
导线或元器件
、
引线可移动
原因分析: ? 焊锡未凝固前引线移动造成空隙 ? 引线未处理好（浸润差或不浸润）加热不足
危害: ? 导通不良或不导通
2019/11/8

常见焊点缺陷及分析

常见焊点缺陷及分析1. 引言焊接是一种将金属零件通过熔化并在冷却过程中形成联接的技术。

在焊接过程中，焊点缺陷是不可避免的，它们可能会对焊接连接的强度、可靠性和外观造成负面影响。

理解和分析常见的焊点缺陷对于确保焊接连接的质量至关重要。

本文将介绍几种常见的焊点缺陷，包括松动焊点、气孔、夹杂物和热裂纹，并对其产生的原因和分析方法进行探讨。

2. 常见焊点缺陷及分析2.1 松动焊点松动焊点是指焊接接头中的焊点出现松动或脱落的现象。

这种缺陷可能是由焊接接头的设计不良、焊接过程中温度和压力不足、焊接材料不匹配或焊接后应力集中等因素造成的。

在分析时，可以通过检查焊接接头的外观和使用显微镜观察焊点的表面来确定是否存在松动焊点。

针对松动焊点的修复方法包括重新焊接、补焊或增加焊接材料等。

2.2 气孔气孔是指焊接接头中的小空洞或气泡。

气孔可以分为气孔性缺陷和气孔状缺陷两种类型。

气孔性缺陷是由于焊接过程中金属熔融时溶解的气体无法顺利逸出而形成的。

气孔状缺陷则是由焊接材料中的气孔聚集而成。

气孔的出现可能是由于焊接材料或焊接环境中存在杂质、气体成分不纯或焊接过程中的不良操作造成的。

分析气孔缺陷时，可以通过X射线检测、显微镜观察和金相分析等方法进行定性和定量的评估。

修复气孔缺陷的方法包括重新焊接、吹除气孔、填充焊接材料等。

2.3 夹杂物夹杂物是指焊接接头中的杂质或外来物质。

焊接过程中，杂质和外来物质可能会被夹在焊接材料中，导致焊点出现缺陷。

夹杂物的存在可能会降低焊接接头的强度和可靠性。

夹杂物的形成原因包括焊接材料的纯净度不高、焊接环境的污染、焊接操作的不当等。

分析夹杂物缺陷时，可以通过显微镜观察、化学分析和金相测试等方法进行定性和定量的评估。

修复夹杂物缺陷的方法包括重新焊接、清除夹杂物、更换焊接材料等。

2.4 热裂纹热裂纹是指焊接接头中的裂纹缺陷。

焊接过程中，焊接材料经历了热收缩和冷却的过程，可能会导致焊接接头出现残余应力和裂纹。

HASL润湿不良案例分析

HASL焊盘可焊性不良原因分析摘要本文通过对一典型的热风整平处理的焊盘可焊性不良的原因分析，介绍了可焊性不良的基本分析程序与手段。

同时发现导致该类型不良的原因不是通常所认为的镀层表面污染或厚度不足的问题，而是热风整平的工艺控制不当，导致焊盘表面焊锡已经几乎完全合金化，表面的锡铜的金属间化物代替了本应该是的焊料，最终导致可焊性严重下降。

关键词：HASL处理可焊性金属间化物前言为了保持PCB焊盘在焊接组装时仍然具有良好的可焊性，通常都需要在焊盘铜箔的表面进行表面处理。

典型的表面处理方式有化学镍金、电镀镍金、化学浸银、有机可焊性保护层（OSP）、化学镀锡或电镀锡、热风整平（HASL）等等，这些表面处理方式在可焊性保持时间、成本、可焊性以及可制造性等方面各有优缺点。

由于电子产品在向小型化、多功能化等方向快速发展，PCB也相应的向小型化、高密度方向发展，同时由于电子组装越来越多的采用表面贴装的方式以及其对PCB焊盘平整度的要求，PCB的表面处理方式也越来越多的采用化学镍金。

但那些通用的家电产品以及大型的通讯设备的主板由于其小型化的要求并非严格，成本反而是一个重要的考量要素的时候，这些电路板将大量使用OSP以及HASL的表面处理方式，相比之下，用HASL处理的焊盘表面就是焊锡，与线路板组装焊接时使用的焊锡具有很好的兼容性，因此，HASL处理的焊盘的可焊性与可靠性似乎更有保证。

但是HASL处理的PCB也有明显的缺陷，即由于焊锡的表面张力的影响导致焊盘表面平整度差，高密度贴装的时候影响焊锡膏的印刷进而影响组装质量；另外就是HASL工艺中PCB需要经过高温熔融的焊锡，其基材必然收到损伤，特别是无铅化后HASL工艺使用的温度更高，以满足使用更高熔点的无铅焊锡后表面处理的效果。

由于成本的原因，目前主要的无铅HASL处理主要使用的是锡铜系列的无铅共晶焊料，因此HASL 的工艺温度往往要在260度以上。

本以为HASL的优势是其具有良好的可焊性，但是我们最近却常常遇到了较多的HASL表面处理的PCB可焊性不良的质量案例，造成了PCB用户的严重的损失，进而导致了供需双方的质量纠纷。

高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程

2021年3月电子工艺技术Electronics Process Technology第42卷第2期113作者简介：樊融融，男，研究员，中兴通讯股份有限公司终身荣誉专家。

摘　要：针对当前国内高可靠性微电子装备用焊膏完全受制于国外，国内尚无一品牌产品可以替代的问题，分析了这一隐患的严重性，对高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程的立项背景、实施路线和研制工程试验大纲等进行了详实介绍。

研制工程团队历时两年多先后完成了摸底试验和定型认证试验，积累了海量数据，并进行了归纳处理。

对近千幅分析图像判读和比较，不断浓缩迭代，最终获得受试的１１种焊膏（有铅焊膏国内３种，国外２种；无铅焊膏国内和国外各３种）的全部测试数据项（有铅焊膏５７项、无铅焊膏６３项），并逐项按其性能的优劣进行排序，最后再按获得优项的次数和权重，对受测试的公司再排序，从而获得了对高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程成果的评价结论。

关键词：焊膏；互连可靠性；应用工艺性；成果评价；微电子装备中图分类号：ＴＮ６０４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－３４７４（２０２１）０２－０１１３－０７Abstract: In view of the problem that the domestic solder paste for high reliability microelectronic equipment is completely controlled by foreign countries, and there is no domestic brand product to replace, the seriousness of this hidden danger is analyzed, and the project background, implementation route and test program of domestic solder paste for high reliability microelectronic equipment is introduced in detail. It took more than two years for the research and development and engineering team to complete the thorough test高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程Research and Development of Domestic Solder Paste with High Reliability forMicroelectronic Equipment樊融融FAN Rongrong（中兴通讯股份有限公司，广东　深圳　５１８０５７）( Zhongxing Telecommunication Equipment Corporation, Shenzhen 518057, China )高可靠性微电子装备国产焊膏研制工程ｄｏｉ：　１０．１４１７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３４７４．２０２１．０２．０１５【编者按】　当前国内高可靠性微电子装备用焊膏完全受制于国外，国内尚无一品牌产品可以替代。

焊点切片实验报告

焊点切片实验报告焊点切片实验报告引言：焊接是一种常见的金属连接方法，广泛应用于工业生产和制造业。

焊点是焊接过程中产生的连接节点，其质量对于焊接件的性能至关重要。

为了研究焊点的微观结构和性能，本实验选取了某种焊接材料进行了焊点切片实验。

实验目的：1. 了解焊点的微观结构和组织特征；2. 探究焊接材料的性能和质量。

实验步骤：1. 准备焊接材料和设备；2. 进行焊接操作；3. 制备焊点切片；4. 进行显微镜观察和分析。

实验结果：通过显微镜观察焊点切片，我们可以清晰地看到焊点的微观结构和组织特征。

焊点由焊芯和基材组成，焊芯为焊接材料，基材为被焊接的金属。

焊点的结构和组织特征受到焊接材料的选择、焊接参数的控制以及焊接过程中的热力影响区等因素的影响。

在焊点切片中，我们可以观察到焊芯和基材之间的界面，焊芯与基材之间形成了一定的结合区域。

焊芯的结构和组织特征决定了焊点的强度和可靠性。

焊芯的晶粒大小、晶界分布以及晶界的清晰度等都对焊点的性能有着重要影响。

此外，焊点中还可以观察到一些夹杂物和气孔等缺陷，这些缺陷会降低焊点的强度和可靠性。

通过对焊点切片的观察，我们还可以进一步分析焊接材料的性能和质量。

焊芯的成分和含量、晶粒的形状和大小以及晶界的清晰度等都可以通过显微镜观察来评估。

同时，焊点的缺陷和结构特征也可以反映焊接过程中的问题和不足之处。

通过对焊点切片的分析，我们可以找到改进焊接工艺和提高焊接质量的方法和措施。

结论：焊点切片实验是研究焊接材料和焊接质量的重要手段。

通过对焊点切片的观察和分析，我们可以了解焊点的微观结构和组织特征，评估焊接材料的性能和质量。

同时，焊点切片实验还可以帮助我们找到改进焊接工艺和提高焊接质量的方法和措施。

因此，焊点切片实验在焊接工程和材料科学研究中具有重要的应用价值。

实验的局限性：本实验只选取了某种焊接材料进行了焊点切片实验，实验结果的适用范围有限。

在实际应用中，不同焊接材料和焊接工艺会产生不同的焊点结构和性能特征。

焊点失效分析技术与案例-经典

焊点失效分析技术及案例
1.0 PCBA焊点可靠性的位置与作用
电子电器核心
PCBA (Printed Circuit Board Assembly 印制电路组件 )
焊点可靠性
互连可靠性（压其接它绑）定
PCB 可靠性
可元靠器性件
1.1 导致PCBA互连失效的主要的环境原因
Source: U.S. Air Force Avionics Integrity Program
镍镀层的组成EDX分析（P含量偏低）
4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(7)
Au Ni Cu LAMINATE
ENIG Finish Pad 结构示意图
分析结论
PCB焊盘金镀层和镍镀层结构不够致密，表面存在裂缝，空气中的水份容易进入以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中；同时镍镀层磷含量偏低，导致了镀层耐酸腐蚀性能差，容易发生氧化腐蚀变色，出现 “黑焊盘”现象，使镀层可焊性变差。通常作为可焊性保护性涂覆层的金镀层在焊接时会完全溶融到焊料中，而镍镀层由于可焊性差不能与焊料形成良好的金属间化合物，最终导致元器件因焊点强度不足而容易从PCB板面脱落。
1.2 PCBA焊点的主要失效模式
主要失效模式
假焊虚焊
机械强度低
疲劳寿命低
腐蚀
其他
1.3 PCBA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：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
1.3.1 焊点形成的关键－润湿过程分析
FA－Case1: MP3主板焊点脱落原因分析 FA－Case2：FPC焊盘失效分析（1853） FA－Case3：CMOS/CS 焊点开路失效分析（1773）

X光检测焊点判据

X光检测焊点判据X射线检测BGA、CSP焊点图像的评估和判断及其他应用理想的、合格的BGA的X光图像将清楚地显示BGA焊料球与PCB 焊盘一一对准。

如图（1）所示的焊球图像均匀一致，是理想的回流焊结果。

反之畸形焊球，大致有以下原因造成，回流温度低，PCB翘曲或PBGA的塑料基板变形，还有可能是由于SMT加工印刷缺陷造成的。

X射线检测对简单和明显的缺陷，如桥接、短路、缺球等的定义已经很清楚，但对于虚焊、冷焊等复杂和不明显缺陷没有更多深入的定义。

双面板上密集的组装元件常常导致阴影。

虽然X射线头和被测工件的工作台设计为旋转式，可以从不同角度进行检测，但有时效果不明显。

为了有效地判断复杂和不明显缺陷，有的设备制造商开发了“信号确认”软件。

例如，根据回流焊后X-光图形中焊球的尺寸改变及均匀一致性来评估和判断X-光图像的真正含义。

下面介绍如何根据BGA、CSP回流焊工艺过程中三个阶段焊球直径的变化和X-光图像的均匀性来判断某些焊接缺陷。

（1）63Sn-37Pb焊料回流焊工艺过程中，三个阶段焊球直径的变化A阶段（150℃例热阶段、焊球未熔化），BGA站立高度等于焊球高度。

B阶段（开始塌陷阶段或称一次下沉），当温度上升到183℃时，焊球开始熔化，进入塌陷阶段，此时焊球的站立高度降至初始焊球高度的80％C阶段（最后塌陷阶段或称二次下沉），当温度上升到230℃时，焊球充分熔化，并与焊膏熔在一起，在焊球上、下两个界面形成结合层，此时焊球的站立高度降至初始焊球高度的50％，X光图上球的直径增至17%，导致突出面积增加37%。

（2）X光图像的均匀一致如果所有球的X光图像均匀一致，圆形面积等于球面积或在10％～15％的范围内变化，则这种情况非常好，在回流焊中没有缺陷，称做“均匀一致”，在使用X光检查中，均匀性对于迅速判定BGA焊接质量提供了最首要的特性，从垂直的角度检测，BGA焊球是有规则的黑色圆点。

桥接、不充分焊接或者过度焊接、焊料溅散、没有对正和气泡都能够很快地检查出来。

SMD-高密度电连接器镀金焊杯去金处理

SMD与HDI电连接器镀Au引线/焊杯去金处理陈正浩中国电子科技集团公司第十研究所摘要：本文在介绍镀Au引线/焊杯除Au规定、分析“金脆化”焊点危害案例、产生机理及免于除Au处理若干“例外”实施可行性的基础上，以HDI电连接器镀Au焊杯和无引线表面贴装器件镀Au焊端为例，详尽地叙述了除Au处理的搪锡要点，镀Au引线/焊杯搪锡处理的适用标准及工艺方法；并对“电连接器基座的绝缘材料耐热性”等疑虑问题进行了详细的破解。

关键词：电连接器无引线表面贴装元器件镀Au焊杯/焊端去Au处理SMC/SMD是PCBA的基础，电连接器是多芯电缆组件的核心部件。

其部分引线和焊端镀Au，主要目的是为了提高器件引线和焊端的抗氧化性和耐磨性。

但引线和焊端的镀Au层在焊接时Au镀层极易产生“金脆化”，所以焊接端必须进行“去Au”处理。

一.规定1.引线/焊端镀Au去金要求美国NASA及美国军标DOD-STD-2000-1B，IPC J-STD-001D CN和我国QJ3012，QJ3117及SJ20632都相继作出“在需要钎接部位的金涂敷层，应在钎接之前全部消除，因为这种脆性的金-锡化合物所构成的连接部，是特别不可靠的。

因此现在凡是需要锡焊的表面都不允许镀金，原来已有的也必须除去”的规定。

GJB128A、GJB548B、QJ3267和由中国国家国防科工局下达、中国电子科技集团牵头，中国电子科技集团旗下四十多个研究所电子装联工艺人员集体研究制定，得到国家国防科工局、航天科技集团和中兴通信等著名专家认可，通过国家鉴定和验收，并以中国电子科技集团名义下发实施的“电子装联焊接工艺质量控制要求”相继确定镀Au引线的搪锡与除Au 的规定及提出具体实施工艺。

关于镀金引线/焊端不能直接用铅锡合金焊接，必须在焊接前除Au的要求最早可以追溯到近三十年前。

1985年3月，欧洲空间局（ESA）在《高可靠性电连接的手工焊接》（ESA PSS-01-708）中提出：“当被焊接在导电图形中的元件与焊接表面镀层不相容时，要避免采用金镀层。

切片分析教学教材

切片分析切片分析目的：电路板品质的好坏、问题的发生与解决、制程改进的评估，在都需要切片做为客观检查、研究与判断的根据。

切片质量的好坏，对结果的判定影响很大。

切片分析主要用于检查PCB内部走线厚度、层数，通孔孔径大小，通孔质量观察，用于检查PCBA焊点内部空洞，界面结合状况，润湿质量评价等等。

切片分析是进行PCB/PCBA失效分析的重要技术，切片质量将直接影响失效部位确认的准确性。

切片步骤：取样(Samplc culling)→封胶(Resin Encapsulation)→研磨(Crinding)→抛光(Poish)→微蚀(Microetch)→观察（Inspect）依据标准：制样：IPC TM 650 2.1.1,评判：IPC A 600, IPC A 610典型图片：表面贴装焊点切片图片BGA焊点切片图片通孔上锡质量切片图片PCB铜层质量切片图片链接：一、通孔焊接切片分析二、表面贴装焊接切片分析三、PCB产品切片分析四、PCB/PCBA失效分析切片方法链接一：通孔焊接切片分析通孔切片分析典型图片：R2120X20X信号脚接地脚链接二：表面贴装焊接切片分析●实例1：BGA焊点切片观察空洞、裂纹及未焊接现象BGA焊点照片BGA焊点失效照片CPU焊点照片●实例2：PTH/芯片引脚上锡量检查200X200X50X 50XPTH焊点切片图片外L 型引脚切片图片翼型引脚切片图片●实例3：电容失效切片观察电容切片图片●实例4：LED邦定点切片表面形貌LED邦定点切片图片链接三：PCB产品切片分析典型图片Bonding点未键50X 100X 200X 200X通孔切片图片绿油基材绿油层厚度切片测试图片（200X）板面铜箔厚度切片测试图片（200X）链接四：PCB/PCBA失效分析切片方法典型图片：通孔上锡不良焊点焊接不良LED焊点失效切片图片基材铜层Bonding线开发光层开裂爆板切片图片。

虚焊与冷焊

电子装联中虚焊和冷焊分析中国电子科技集团公司第十研究所陈正浩一.概述在电子产品装联焊接中，虚焊现象一直是困扰焊点工作可靠性的一个最突出的问题，特别是在高密度组装和无铅焊接中，此现象更为突出。

历史上电子产品（包括民用和军用）因虚焊导致失效而酿成事故的案例不胜枚举。

虚焊现象成因复杂、影响面广、隐蔽性大，因此造成的损失也大。

在实际工作中为了查找一个虚焊点，往往要花费不少的人力和物力，而且根治措施涉及面广，建立长期稳定的解决措施也不容易。

因此虚焊问题一直是电子行业关注的焦点。

在现代电子装联焊接中，冷焊是间距≤0.5mmμBGA、CSP封装芯片再流焊接中的一种高发性缺陷。

在这类器件中，由于焊接部位的隐蔽性，热量向焊球焊点部位传递困难，因此冷焊发生的概率比虚焊还要高。

然而由于冷焊在缺陷现象表现上与虚焊非常相似，因此往往被误判为虚焊而被掩盖。

在处理本来是由于冷焊现象而导致电路功能失效的问题时，往往按虚焊来处理，结果是费了劲恰效果甚微。

冷焊与虚焊造成的质量后果形式相似，但形成的机理恰不一样，不通过视觉图像甄别，就很难将虚焊和冷焊区别开来。

它们在生产过程中很难完全暴露出来，往往要用户使用一段时间（短则几天，长则数月甚至一年）后才能暴露无遗。

因此不仅造成的影响极坏，后果也是严重的。

二.虚焊1.虚焊的定义和特征在焊接参数（温度、时间）全部正常的情况下，焊接过程中凡在连接界面上未形成合适厚度IMC的现象，均可定义为虚焊。

若将虚焊焊点撕裂开，可见到基体金属和钎料之间没有任何相互楔入德残留物，分界面平整，无金属光泽，好像用糨糊粘住一样。

如图1所示。

图1撕裂后的虚焊焊盘表面2.焊接中金属间化合物的生成1）正常条件下界面金属间化合物层的生成在正常焊接条件下，焊接过程中界面金属间化合物层的生成及其化学成分，随PCB表面所采取的涂覆层材料的不同而不同。

合格焊点的金相切片，如图2、图3所示。

图2合格焊点的IMC图3合格焊点的IMC（放大）在再流焊接工艺中，产生的IMC的厚度见表1。

焊点切片分析通用课件

05
切片分析在焊点可靠性评估中的应用
在疲劳寿命评估中的应用
疲劳寿命评估
焊点切片分析可以揭示焊点在疲劳载荷下的微观结构和性能退化
，从而评估其疲劳寿命。
微观结构观察
通过切片分析，可以观察焊点的微观结构，如金属间化合物、空洞、裂纹等，这些结构特征对焊
点的疲劳寿命有重要影响。
退化机制研究
切片分析可以揭示焊点疲劳退化的机制，包括裂纹萌生、扩展和断裂的过程，有助于优化焊点的
避开关键部位
在确定切片位置时，应避免对焊点的关键部位进行切割，以免影响分析结果。
切片过程中的注意事项
保持切片刀锋利
切削过程中要经常使用砂轮磨刀，确保切片平整。
固定夹持待切焊点
在切削过程中，应使用夹持工具牢固固定焊点，防止切削力导致焊点移位。
注意安全
操作过程中要佩戴防护眼镜和手套，防止切削飞溅和刀具意外伤人。
切片后的观察与测量
观察焊点截面
通过显微镜观察切片的截面，了解焊点的结构、成分和连接情况。
测量焊点尺寸
使用测量工具对焊点的尺寸进行测量，如焊点的宽度、厚度和高度等。
观察缺陷
检查焊点是否存在空洞、裂纹等缺陷，并记录缺陷的位置和大小。
切片分析结果记录
记录焊点信息
提供改进建议
将切片分析过程中获取的焊点信息，如尺寸、成分、连接情况等详细记录下来。
适用于各种应用领域，如汽车、电子、航空航天等。
02
切片分析前的准备
切片工具的选择
01
02
03
切片刀
选择锋利的切片刀，确保切面平整，无毛刺。
砂轮
用于磨刀，保持切片刀锋利。

AB3392焊点综合分析报告(ASM资料)

3
是否開tail break 是否開
Stick 測值設定不良
4
ASM
CheckLeabharlann item 綜合處理方式Item Check list action
•確認bond stick detection 之threshold voltage 值當其數值設定過大時也會發生假偵測，，當其數值設定過大時也會發生假偵測，建議設定值為: applied voltage 40 threshold voltage 11 •也可採auto detection 方式自動偵測 •備註:當auto detection 後發現其threshold voltage 時請小心，其偵測有問題，為0或1時請小心，其偵測有問題，檢查下例item •檢查detection board 之sw12 應為off off •檢查detection board 之cable 之pin 應接觸良好 •可更換正常之EFO BOX 確認其detection board 良好燈亮， •如發現偵測盒之LED燈亮，表示電路之迴路有短路之現象，短路之現象，須確認迴路 •檢查偵測盒之螺絲或電路是否與機台短路 •必要時可與正常機台對掉其偵測盒來確認 •由於EFO box 內之detection board 將訊號傳送 bond io 故必要時可確認其bond io 與mutilfunction board
7．黑色偵測短路盒不．良 10 偵測迴路不良 9．Bond IO 及mutil． function board 不良 11 雜訊干擾 3．是否開啟tail ．是否開啟 break ，而 detection 參數選項，設定錯誤
機台 issue
人為不熟練
ASM
Check item 綜合處理方式

PWBA 焊点锡洞的成因与改善

PWBA焊点锡洞的成因与改善【摘要】焊点锡洞是PWBA组装过程中的主要缺陷之一，大面积锡洞的存在会严重影响产品的使用性能及可靠性。

本文以三个比较典型的实际案例为分析对象，采用金相切片分析技术，分析了锡洞的形成原因和形成机理。

分析结果表明:PWB PTH (Plated Through Hole) 破孔是导致焊点锡洞形成的直接原因，而破孔则归因于PWB钻孔质量差、化学铜不良以及抗蚀刻金属阻剂保护不良。

同时，本文亦提出了相应的改善对策，如改善钻孔质量、优化化学铜工艺等，可有效降低后续生产中锡洞的产生机率，提高产品的使用寿命。

【关键词】PTH、锡洞、破孔、钻孔、化学铜、金属阻剂■作者:刘燕芳、潘启智中达电子(江苏)有限公司物性失效分析实验室1. 引言波峰焊接可实现PWB与电子元件之间的电气连接，是目前PWBA的主要组装工艺之一，具有省时、省能、对PWB以及元件伤害小等优点。

然而在实际生产作业中，尤其是步入无铅时代后，不可避免地会出现焊接不良相关问题，如焊点剥离[1]、漏焊、虚焊、锡洞、锡珠以及锡桥等，从而影响产品的可靠性或整机功能。

其中焊点锡洞是PWBA组装制程中的主要缺陷之ㄧ，大面积锡洞的存在会严重影响产品的使用性能及可靠性。

焊点锡洞的形成原因有很多，如PTH破孔、PTH 孔壁氧化、元器件的可焊性不良、焊接温度曲线设计不良以及助焊剂活性不足等。

本文以比较典型的且实际发生机率相对较高的三个锡洞案例为分析对象，探讨锡洞的形成原因及机理，提出解决问题的改善方法，防患于未然，对实际生产具有积极的指导意义。

2. 分析內容本文研究三个锡洞案例，编号分别为Void1、Void2及Void3。

先对锡洞位置进行外观观察，然后再对其进行金相切片分析。

2.1外观观察先用实体显微镜对分析位置进行外观观察，观察结果如图1~图3所示，插件引脚经波焊炉后，焊点表面均存在大小不等的锡洞。

图1 Void1外观图片图2 Void2外观图片图3 Void3外观图片2.2金相切片分析使用精密切割机分别切下三个分析样品，分别用丙烯酸树脂镶埋，然后在研磨抛光机上研磨至焊点内部空洞位置，随后对样品进行自动抛光，最后用金相显微镜观察焊点内部微观结构。

PCB化学镍金ENIG板焊接不良和回流焊不良的分析、区分——PCB测试手段综合运用实例探讨

保温区时，使 PCB 和元器件得到充分的预热，以防 PCB 突然进入焊接高温区而损坏 PCB
和元器件；在助焊剂活化区，焊膏中的助焊剂润湿焊盘、元件焊端，并清洗氧化层；当
PCB 进入焊接区时，温度迅速上升使焊膏达到熔化状态，液态焊锡润湿 PCB 的焊盘、元
件焊端，同时发生扩散、溶解、冶金结合，漫流或回流混合形成焊锡接点；PCB 进入冷
程中会迅速溶入锡体之中。所以黄金本身并未参与焊点的组织，其唯一的功用就是在保护化镍层免于生锈或钝化，否则将不能形成IMC也无法焊牢。金层越厚熔入焊点的量也将越多，反而会造成脆化以致焊点强度越糟也越不可靠。而焊接温度不足也会对焊接造成非常大的影响。相关问题大致请见下表：
常见问题一览表
问题
问题产生分析
才较坚强和可靠。焊接良好的焊点切片将清楚的看到均匀的IMC层。如果焊接时焊接热
量不充足，虽然已经形成NixSny的IMC层，但由于热量不足会直接影响AuxSny的形成和Au 的扩散速度，导致Au未必完全熔入焊锡，那么此时的焊点强度将大打折扣。一旦收到外
力将很容易裂开。所以由上可见：ENIG可焊层所形成的焊点是生长在镍层上，而浸金的薄层在焊接过
But Micro slice can still be used for the further observation of PCB production process, malfunction mechanism of PCB, malfunction mechanism of SMT welding, etc. or the demand on research development, but here the slice should be magnified at 400 to 500 times, even 1000 times. If necessary, X-RAY fluorescence spectroscopy, SEM, EDX should be used to verify because it couldn’t prove too much only by a slice image.

SMT焊点三维形态的剖视分析方法

S MT焊点三维形态的剖视分析方法赵秀娟　王春青　郑冠群　杨士勤(哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室)摘　要　改善焊点形态是提高SMT(表面组装)焊点可靠性的重要途径,本文在SMT焊点三维形态预测结果的基础上,建立了剖分焊点、获得焊点剖面形态的数学方法,初步生成了焊点力学分析的有限元网格,实现了焊点形态预测模型与可靠性分析模型的集成。

设计了剖分焊点、多窗口显示焊点剖面形态的可视化软件,与焊点形态预测软件Evolver有效集成,可快速、直观地获得焊点剖面形态。

利用该软件系统分析了焊点表面形态的三维曲面特征,给出了不同的钎料量对应的焊点剖面形态的变化。

关键词:　SMT焊点形态　剖视　可视化0　序言焊点的可靠性是表面组装技术应用中的关键问题之一。

目前,通过合理设计焊点结构以优化焊点性能的方法已成为这一研究的新焦点[1,2],其工艺设计流程如图1所示。

其中,根据焊盘、元器件、钎料量等工艺参数计算焊点结构表面外观形态的过程已经实现[3],然而,进行焊点可靠性分析需要的是焊点结构的三维实体模型。

因此,如何把表面形态的计算结果转化为力学分析所需要的实体模型是完善工艺参数优化设计系统的关键。

本文所讨论的焊点结构的剖视分析方法,通过提取并数学处理表征焊点形态的表面有限单元信息,获取焊点剖面的边界数据,绘制输出焊点任意剖面的具体形状,以生成剖面的有限元网格,为下一步的焊点可靠性分析作好了准备。

在Windows NT操作系统下,利用VC++语言建立了相应的可视化软件,与计算焊点表面形态的有限元分析软件Surface Evolver图1　SMT焊点结构的工艺设计流程Fig.1　Process flo w chart to design SMT solder joints第20卷　第2期1999年6月焊接学报HANJ IE XUEBAOVol.20　No.2J une1999有机结合,多窗口显示焊点结构的剖视结果,可方便、有效的实现焊点形态的预测与结构的分析,利于工程实用。

焊接可靠性测试相关技术

焊点可靠性分析技术要点1.可焊性的评估和测试可焊性一般指金属表面被熔融焊料润湿的能力，润湿的过程如上所述，在电子行业中，可焊性评估的目的是验证元器件引脚或焊端的可焊性是否满足规定的要求和判断存储对元器件焊接到单板上的能力是否产生了不良影响，可焊性测试主要是测试镀层可润湿能力的稳健性（robustness）。

可焊性测试通常用于判断元器件和PCB在组装前的可焊性是否满足要求。

焊料润湿性能的试验方法有很多种，包括静滴法(Sessile drop)、润湿称量法(Wetting balance 也称润湿平衡法)、浸锡法等。

图1为静滴法的示意图，该法是将液体滴落在洁净光滑的试样表面上，待达到平衡稳定状态后，拍照放大，直接测出润湿角θ，并可通过θ角计算相应的液—固界面张力。

该法中接触角θ可用于表征润湿合格与否，θ≤90°，称为润湿，θ>90°，称为不润湿，θ=0°，称为完全润湿，θ=180°，为完全不润湿。

润湿称量法则是将试样浸入焊锡中，测量提升时的荷重曲线，然后根据该荷重曲线，得出对润湿时间以及浮力进行修正后的润湿力。

以上两种方法为定量的方法，浸锡法则是定性的方法，是将试样浸入熔融焊料炉，观察焊料在镀层上的爬锡情况，凭经验定性评估镀层对焊料润湿情况，从而得出可焊性结论。

这种方法具有快捷、方便和费用少等特点，但是它的重复性和再现性Gauge R&R差，两个人在不同时间进行同一测试可能会得出不同的结论。

可焊性的测试方法，代表性的标准为“IPC/EIA J-STD-003B印制板可焊性试验”和“IPC/EIA/JEDEC J-STD-002C元件引线、焊接端头、接线片及导线的可焊性测试”。

润湿称量法由于其具有良好的重复性和再现性，受到多个标准的推荐使用。

影响可焊性的因素很多，主要有：焊料的合金组成、表面镀层（或者表面处理）、温度、助焊剂和时间等。

目前用于电子装配的焊料合金，主要以锡添加其它金属组成，添加的金属类型和量的比例，对润湿性能有很大影响。

(优选)焊点切片分析详解.

注意：过蚀将造成铜箔和电铜分界线模糊，使测量不准。 3.用流水或去离子水清洗，除去微蚀剂。 4.用溶剂洗后吹干。
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切片观察结果
垂直切片示意图
铜箔 IMC 阻焊膜
锡球
IMC(Interllic compound)介面合金共化物:焊锡与被焊金属之间由于原子间的扩散作用.原子间相互渗入.结合.在高温中快速形成一薄层类似“锡合金” 化合物
水平切片检验项目: 1.BGA空焊，虚焊，孔洞，桥接，上锡面积等
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切片流程:
取樣切割冷埋研磨拋光
怎样切片
根据送检人员要求取样，对待检样品外观进行观察并拍照对需切片分析的部位在精密切割进行切割，切割speed 一般设置为275rpm
固化剂与促进剂以合适的比例倒入纸杯中.用玻璃棒搅拌均匀慢慢倒入模內,将灌好的放入真空泵中抽真空,以赶走试样中的气泡将固化好的切片试样由磨具内取出,按照专用研磨砂纸目数又小到大的顺序进行粗磨和细磨
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切片分析-实验设备
设备名称：切割机用途目的：切割材料成适当大小试片，以便后续镶埋。原理：利用砂轮锯片或砖石锯片高速旋转，将样本切割。
设备名称：真空包埋机用途目的：灌胶后在真空環境下去除镶埋磨具中的空氣原理：电机将密封的包埋机种中的空气抽出。
3
切片分析-实验设备
设备名称：研磨抛光机用途目的：研磨以及拋光試樣表面，為金像觀察以及攝像前處理工作。原理: 利用砂紙上之砂粒或拋光液中之拋光粉與試片表面的物理摩擦作用，對試片表面進行研磨或拋光處理
抛光后效果：
1．没有大于被最后的抛光膏引起的磨痕。 2．没有铜渣镀到PTH或基材中。 3．切片平面在孔中心。如果研磨不够，那幺要求再研磨和重新抛