失效分析案例--PCB上锡不良缺陷分析

上锡不良原因分析报告

6A7A45001A上锡不良原因分析报告背景：2014年5月31日，型号6A7A45001A上锡不良，针对此问题协同徐春梅小姐，前往SMT加工厂分析不良原因。

目的：为解决问题板的处理方式以及问题板的产生原因，防止再发。

目录：A、试验条件/流程：B、检验分析；C、现场排查；D、总结与建议。

A、试验条件：a.现场温湿度：NA；b.锡膏类别：同方A-P6337-D-900(Alloy:Sn63/Pb37)有铅；c.FUX PCB：E400163A2（无铅喷锡板）；d.回流焊峰值：260℃/实际板面温度251℃；e.钢网厚度：0.12mm；f.丝印锡膏厚度：NA；g.丝印方式：手印/机印；B、检验分析：依试验流程共试验4set E400163A2空板PCB结果如下：b-a、目检1set明显不上锡，相对不良比例25%；b-b、放大镜检验4set 焊盘周边严重锡珠，相对不良比例100%（图组1-1）。

图组1-1试验方案2共试验5set已贴S/S面PCBA，试验结果如下：b-c目检5set未发现明显不良，相对不良比例0%。

分析：b-b图示锡珠形成机理：回流焊中出现的锡珠（或称焊料球），常常藏与矩形片式元件两端之间的侧面或细间距引脚之间。

在元件贴状过程中，焊膏被置于片式元件的引脚与焊盘之间，随着印制板穿过回流焊炉，焊膏熔化变成液体，如果与焊盘和器件引脚等润湿不良，液态焊料颗粒不能聚合成一个焊点。

部分液态焊料会从焊缝流出，形成锡珠。

因此，焊料与焊盘和器件引脚的润湿性差是导致锡珠形成的根本原因。

造成焊料润湿性差的原因：1、回流温度曲线设置不当；求证：加工厂回流焊温度曲线图（1）NG 标准回流焊温度曲线图（2）OK1.1图（1）中加工厂回流温度曲线为持续（爬坡）升温，直至炉温峰值260℃，升温太快，由于热应力的作用，锡膏中溶剂挥发太快，导致飞珠的发生；1.2图（2）标准回流温度曲线从预热到活性区之间为150℃，升温速率在1.5-3℃/sec，图中活性区平衡在150℃，活性区在炉子的二、三区之间，维持时间约60-120s，若时间过长也会导致锡膏氧化，以致焊接后飞珠增多，严重则可导致焊盘与锡膏无法融合，形成吃锡不良。

上锡不良分析改善报告

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改善对策(原因分析二、原因分析&改善对策原因分析）原因分析改善对策原因分析）
1. 对其异常位置进行金厚和镍厚，金厚度测试（以1.5*1.5PAD测量）MI要求金厚 1-3u“镍厚100-300U”.结果如下：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 AU 2.05 2.13 2.13 2.34 2.05 2.14 1.31 1.26 NI 132.6 129.0 144.7 148.6 140.4 141.8 247.6 262.6
结果：其上锡不良拒焊主要在金表面，金层未融溶，同时金表面可目视可见水迹印，在焊盘小孔边缘可见金面异色发红情形。
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改善对策(原因分析二、原因分析&改善对策原因分析）原因分析改善对策原因分析）
5.现场跟进客户端SMT生产，SMT IR炉温设置高温断为275℃，设置温度与实际炉温差异在1℃以内，实际温度曲线与标准温度曲线相符，过程无掉温的异常情形，可排除为SMT温度不足导致的上锡不良情形；
固定专人、戴无硫手套检板
保持做桌面清洁干净
全流程戴手套作业
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四、改善对策
②每日当班早会宣导教育《基板十禁止》提升作业员品质意识，并由当站主管做监督。十禁止规范
4.作业方法作业方法 ①维修刷镀后之板100%进行清洗干净后，增加由OQC抽检OK才可入包装，保障清洗效果可监控。清洗后OQC抽检
改善对策(原因分析二、原因分析&改善对策原因分析）原因分析改善对策原因分析）
1. 对焊锡不良Pcb焊锡实验，将板子上裸露的焊盘进行全白橡皮擦拭后，结果如下：
结果：焊锡正常，上锡饱满，排除镍金镀层不良。
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[VIP专享]沉锡焊盘上锡不良是什么因素导致？沉锡焊盘上锡失效分析

一站式的材料检测、分析与技术咨询服务沉锡焊盘上锡不良是什么因素导致？沉锡焊盘上锡失效分析1. 案例背景送检样品为某PCBA板，该PCB板经过SMT后，发现少量焊盘出现上锡不良现象，样品的失效率大概在千分之三左右。

该PCB板焊盘表面处理工艺为化学沉锡，该PCB板为双面贴片，出现上锡不良的焊盘均位于第二贴片面，失效分析。

2. 分析方法简述2.1 样品外观观察如图1所示，通过对失效焊盘进行显微放大观察，焊盘存在不上锡现象，焊盘表面未发现明显变色等异常情况。

一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图1、失效焊盘图片2.2 焊盘表面SEM+EDS分析如图2~4所示，对NG焊盘、过炉一次焊盘、未过炉焊盘分别进行表面SEM观察和EDS成分分析，未过炉焊盘表面沉锡层成型良好，过炉一次焊盘和失效焊盘表面沉锡层出现重结晶，表面均未发现异常元素；一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图2. NG焊盘的SEM照片及EDS能谱一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图3.过炉一次焊盘的SEM照片+EDS能谱图一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图4.未过炉焊盘的SEM照片+EDS能谱图2.3 焊盘FIB制样剖面分析如图5~7所示，利用FIB技术对失效焊盘、过炉一次焊盘及未过炉焊盘制作剖面，对剖面表层进行成分线扫描，发现NG焊盘表层已经出现Cu元素，说明Cu已经扩散至锡层表面；过炉一次焊盘表层在0.3μm左右深度出现Cu元素，说明过炉一次焊盘后，纯锡层厚度约为0.3μm；未过炉焊盘的表层在0.8μm左右深度出现Cu元素，说明未过炉焊盘的纯一站式的材料检测、分析与技术咨询服务锡层厚度约为0.8μm。

鉴于EDS测试精度较低，误差相对较大，接下来采用AES对焊盘表面成分进行进一步分析。

图5. NG焊盘剖面的SEM照片及EDS能谱一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图6.过炉一次焊盘剖面的SEM照片+EDS能谱图一站式的材料检测、分析与技术咨询服务图7.未过炉焊盘剖面的SEM照片+EDS能谱图2.4 焊盘表面AES成分分析对NG焊盘和过炉一次焊盘的极表面成分进行分析，NG焊盘在0~200nm深度范围一站式的材料检测、分析与技术咨询服务内，主要为Sn、O元素，200~350nm深度范围内，为铜锡合金，几乎不存在纯锡层；过炉一次焊盘在0~140nm深度范围内主要为锡层，之后出现元素Cu（金属化合物），如图12~15所示。

第五章 PCB质量保证及失效案例分析

控制方法：加强无铅喷锡PCB的存储控制，避免不必要的高温烘烤。对来料的PCB镀层厚度进行严格控制，原则上喷锡厚度要求在3um以上。
5.3.2 PCB化学镍金（ENIG）失效机理及控制
黑焊盘的由来
ENIG最为PCB和BGA封装基板焊盘表面处理，主要用来防止Cu焊盘的氧化，并得到可焊接的表面。黑盘是和ENIG处理的相关失效。在元件组装过程中，焊料对焊盘不润湿，不润湿的焊盘会显著变黑－－－黑盘的最初来源。牙签试验机械性能测试
PCB润湿不良的分类及原因
润湿不良的原因
不润湿：焊盘严重氧化（通常表面处理工艺有关系）焊盘受到有机物等污染焊盘表面存在杂志膜（如不可焊的白油）等物质
反润湿：焊盘氧化：焊盘表面处理异常（HASL和ENIG）
注：反润湿和不润湿的最大区别在于直接接触面的可焊性存在差异。
PCB焊盘润湿不良照片
润湿不良分析方法
案例2 PCB短路开路
1 样品描述：所送5种型号的PCB有开路和短路现象。
分析结论
1）PCB电镀工艺不良是过孔开路的主要原因。 2）PCB基材（包含外层粘接材料和内层芯板粘接材料）PTE偏大，会进一步加剧过孔开路。
2 外观检查
相邻导线由于铜箔相连造成短路
2
2 外观检查
炭膜相连导致短路 3 分析结论
结论：镍层扩散至金镀层浅表面而氧化以及镍层存在较严重的裂缝降低了PCB焊盘的可焊性，从而导致焊盘上锡不良。
案例8 PCB焊盘氧化腐蚀导致器件脱落案例
样品外观照片及脱落后焊盘照片
1）金部分未溶解 2）存在锡元素
SEM&EDS分析
未脱落的焊点金相分析 1）存在润湿不良 2）镍层存在腐蚀
SEM&EDS分析

PCB拒焊不良分析报告---上海

資料№SET-QAR2-160612LZB（2/6） 1）不良实物板确认结果，上锡位置不饱满，非完全不上锡现象。 2）上锡不良发生在 S 面（上锡面），C 面（部品面）上锡无异常。二.不良原因分析：基板会造成上锡不良的因素为以下两个方面：
① 锡面上有异常元素（如：油墨成分 Ba）存在造成拒焊 ② 锡厚不足
放大
EDS 元素分析结果：已经上锡处元素成分为 C,0，Al,Si,Ag,Sn。 2.1.2<C 面 EDS 分析> 2.1.2.1 焊盘①（未上零件锡面）
放大
EDS 元素分析结果：未上零件处锡面元素成分为 C,0，Ni,Cu，Sn，无拒焊异常元素。 Shirai Electronics Trading (ShenZhen)Co., Ltd.
放大
EDS 元素分析结果：已经上锡处元素成分为 C,0，Al,Si,Ag,Sn。 Shirai Electronics Trading (ShenZhen)Co., Ltd.
2.1.1.2 焊盘②（上锡不良处锡面）
資料№SET-QAR2-160612LZB（3/6）
放大
EDS 元素分析结果：上锡不良处元素成分为 C,0，Cu，Sn，无拒焊异常元素。 2.1.1.2 焊盘②（已经上锡处）
――― 記 ―――
一.不良发生状況及图片：对贵司反馈的不良板确认结果如下：
机种
D/C
不良内容
NUE081
2016
上锡不良
贵司退回 4pcs(1sheet)不良品图片：
不良数 58pcs
整体不良图片
不良位置放大图片①
不良位置放大图片②
Shirai Electronics Trading (ShenZhen)Co., Ltd.

沉锡PCB贴装后锡面发黑分析及改善

沉锡PCB贴装后锡面发黑原因分析及改善1、前言近年来，随着印制线路板（Printed circuit boar d，以下简称PCB）的无铅化的推行，化学沉锡（Immersion Tmatchin）具有成本较低、储存时间长、可焊性良好的优点而备受欢迎。

化学沉锡是通过置换反应在铜表面沉积一层厚度约为1μm左右的锡层，其表面颜色为无光泽的淡白色，但由于其表面结构较为疏松、硬度小，易造成划伤、氧化、药水残留等缺陷。

另外，在回流焊处理后，锡面发黄、发黑等异色问题不但影响印制板的美观，且对其可焊性、耐腐蚀性能等均有不同程度的影响，文章通过一例锡面发黑异色导致可焊性不良的案例，从失效分析的角度出发，探究了锡面发黑的原因和机理，为业内同行提供参考。

2、锡面发黑失效分析2.1 案例背景沉锡表面处理的印制板在经过回流焊贴装过程后，锡面才由正常的淡白色，转变为发黑异色现象，所以在PCB板的生产制程中难以对此进行有效的拦截，当产品流到客户端进行SMT贴装之后，才出现相应的品质问题，这会给PCB生产厂商造成客诉等不良影响，甚至会造成大量的经济损失。

以下是一例沉锡表面发黑的失效分析案例，该化学沉锡表面处理的PCB在出货前锡面颜色为正常的淡白色，但在客户端经过回流后，其焊盘表面出现上锡不良和锡面发黑的现象，如下图1所示：图1 异色不良样品与正常样品锡面外观a-1.上锡不良焊盘(50X)；a-2.上锡不良焊盘(100X)；b-1.发黑PCBA外观图；b-2.正常沉锡表面颜色。

由上图1所示，不良PCBA锡面发黑与正常沉锡表面所呈现的淡白色明显不一致，且焊接面有退润湿现象，现通过失效分析手段来排查可焊性不良的原因，并探究锡面发黑的机理。

2.2 失效原因排查2.2.1 锡层厚度确认采用X-Ray测厚仪，对沉锡焊盘进行锡厚测量，结果如表1所示：表1 锡厚数据（单位：μm）如表1所示，沉锡焊盘实测单点锡厚和平均锡厚都满足工艺控制要求。

2.2.2 发黑物质成分确认通过扫描电子显微镜和X射线能谱仪观察发黑锡面与正常锡面，对比两者的微观形貌和元素分布，结果如图2所示：图2 发黑锡面与正常锡面对比a-1.发黑锡面形貌(1000X)；a-2.发黑锡面形貌(5000X)；a-3.发黑锡面元素分析；b-1.正常锡面形貌(1000X)；由以上微观形貌和元素分析结果可知，不良PCBA锡面无划伤，但形貌非正常锡面所呈现的颗粒状，且含有异常元素S（硫），说明不良PCBA表面可能存在含S元素的污染物。

通孔透锡不良分析报告

以上谢谢！
14
此处镍层断裂，说明未沉上镍金 (100X)
此处镍层断裂，说明未沉上镍金 (400X)
上锡前空板切片分析，同样发现镍层断层现象如图所示
3
孔内沉不上镍金对上锡的影响
• 由于孔内污染物阻止了镍金的沉积，因此同样也会影响上锡的效果，由于插件孔采用波峰焊接，锡沿金属孔壁和原件脚往上爬，如果锡在爬升的过程中遇到拒焊物质的阻止，爬锡过程势必终止，从而导致孔内爬锡不良，如果波峰的高度超过了孔壁污染物的高度，那么爬锡有可能继续进行，所以并不是所有问题都会出现爬锡不良。这里有一个概率问题。为了验证上述推论，做如下实验： 1.取正常生产的化金板做漂锡实验标记为1# 2.取退锡后的铜板正常沉金后做漂锡实验标记为2# 3.取退油后的铜板正常沉金后做漂锡实验标记为3# 4.取蚀刻后防焊前的铜板正常沉金后做漂锡实验标记为4# 实验结果如下：
9
3.将处理后的两块铜板正常流程做沉金工艺然后做切片分析
退锡400X
退锡400X
退锡100X
退锡400X
10
退油100X
退油400X
退油100X
退油400X
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EDX元素分析
为了确定孔内异物的成分，我司将不良样品外发做元素分析，结果如下：
12
油墨样品元素成分分析
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总结
综上得出如下几点结论：上述切片结果显示退锡后正常生产的金板孔内状况没有得到改善，退油后的金板孔内状况有了明显的改善，另外EDX分析结果显示污染处的元素成分与正常油墨的元素成分有很大相似之处。判定结果如下： 1.污染物为显影不净 2.孔内残留的油墨阻碍了锡的流动造成了孔内爬锡效果不佳
400X切片
600X孔壁

PCB上件缩锡分析报告课件

170.65
ENIG
PCB上件缩锡分析报告
注:從X-RAY金/鎳厚度測試的結果可見:金/鎳厚度正常
FENGYI TRADING (SHENZHEN) CO.,LTD
5
实验分析仪器
镍面SEM/EDS
SEM(扫描式电子显微镜）
EDS(能量分散式元素分析仪)
ENIG
PCB上件缩锡分析报告
FENGYI TRADING (SHENZHEN) CO.,LTD
06IT36158板缩錫分析報告
主管：
會簽：
經辦：
丰鎰貿易（深圳）有限公司 2007/10/11
問題描述
10月10日客戶羅技公司投訴06IT36158料號上件時有缩錫現象, 不良率 30/1000=3%，周期為3406, 不良現象見下圖：
ENIG
現象-1
PCB上件缩锡分析报告
現象-2
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24
3.分析小结
ENIG
通過以上分析測試可知:
1. 測量縮錫板的金鎳厚度，在正常範圍内；晶格和P%正常；
2. 縮錫部位金面EDS分析有C.O含量较高,對焊锡有较大影響;
3. 縮錫部位剝金后鎳面SEM晶格正常,無腐蝕現象；
4. 缩錫不良金与锡交界处纵切片鎳層结构正常,無腐蝕刺人現象,
并且已上锡之处Cu/Ni層之間結构良好，但觀察到立碑效應;
金厚(u”) 2.91 3.05 3.11 3.09 3.14 3.06
结论：客戶金鎳厚度要求為Ni:P>C1B5上0件u”缩锡,A分u析:>报2u告”,故空板的金鎳厚度均在正常范围内。测试数据为泉镒兴公司提供
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PCB镀锡抗蚀不良异常改善报告

抗蚀不良异常改善报告一、问题描述2016-11-26，生产编号为S02R4798P的产品在新图电线生产后碱性蚀刻过程中出现焊盘（非孤立焊盘）抗蚀不良异常，产品总数：1块，不良数：1块，不良率100%。

缺陷图示如下：正常焊盘抗蚀不良焊盘缺陷分布位置：SS面孔焊环二、临时对策1.过蚀板件按照品质要求判定报废处理；--AOI扫描检验确定2016-11-262.板件补料前优化镀锡电流参数，增加镀锡厚度，增强抗蚀能力：由“1.2ASD×10min”临时优化为“1.4ASD×10min”--白千秋2016-11-26 对策有效性确认：补板AOI扫描检验数据无过蚀及其他异常，合格率100%；三、原因分析1.生产信息查询：①2016-11-26生产，镀锡电流参数1.2ASD×10min，镀锡缸号：7#②生产Mapping：查询异常产品前后嫌疑批次，AOI扫描检验数据无过蚀刻异常，故可以排除镀锡药水及碱性蚀刻线药水的异常。

2.抗蚀不良重现实验&层别对比测试实验流程：①投料工艺试板（以S02R4798P资料为模板）3块生产至图形电镀前暂停；②指定新图电线生产，以0.8ASD×10min、1.2ASD×10min、1.4ASD×10min三种镀锡参数分别生产（1块/挂，共3挂）；③9点发测量抗蚀不良位置（SS面）锡厚；④碱性蚀刻后送至AOI扫描，确认并记录扫描和检验数据。

实验结果如下表：（层别对比镀锡参数、锡厚、锡缸号的关系）项目板号镀锡参数理论锡厚（um）实测锡厚（um）锡缸AOI扫描图示对比1 0.8ASD×10min 3.8 4.255 8# 报点：3过蚀：02 1.2ASD×10min 5.1 2.133 7# 报点：22过蚀：203 1.4ASD×10min 6.65 4.983 7# 报点：4过蚀：0从实验结果可得，①编号1和3板件蚀刻后无过蚀异常，编号2板件存在过蚀刻异常；②1号板件爱你锡厚比理论锡厚大0.455um，2号板件锡厚比理论锡厚小2.97um，3号板件锡厚比理论锡厚小1.67um；③比理论锡厚小的板件在同一锡缸（7#锡缸）生产。

上锡不良类型和原因分析范文

上锡不良类型及原因分析一、焊后PCB板面残留多板子脏: 1.FLUX固含量高,不挥发物太多。

2.焊接前未预热或预热温度过低(浸焊时，时间太短)。

3.走板速度太快(FLUX未能充分挥发)。

4.锡炉温度不够。

5.锡炉中杂质太多或锡的度数低。

6.加了防氧化剂或防氧化油造成的。

7.助焊剂涂布太多。

8.PCB上扦座或开放性元件太多，没有上预热。

9.元件脚和板孔不成比例（孔太大）使助焊剂上升。

10.PCB本身有预涂松香。

11.在搪锡工艺中，FLUX润湿性过强。

12.PCB工艺问题，过孔太少，造成FLUX挥发不畅。

13.手浸时PCB入锡液角度不对。

14．FLUX使用过程中，较长时间未添加稀释剂。

二、着火：1.助焊剂闪点太低未加阻燃剂。

2.没有风刀,造成助焊剂涂布量过多,预热时滴到加热管上。

3.风刀的角度不对(使助焊剂在PCB上涂布不均匀)。

4.PCB上胶条太多,把胶条引燃了。

5.PCB上助焊剂太多,往下滴到加热管上。

6.走板速度太快(FLUX未完全挥发,FLUX滴下)或太慢(造成板面热温度太高)。

7.预热温度太高。

8.工艺问题(PCB板材不好,发热管与PCB距离太近)。

三、腐蚀（元器件发绿，焊点发黑）1. 铜与FLUX起化学反应，形成绿色的铜的化合物。

2. 铅锡与FLUX起化学反应，形成黑色的铅锡的化合物。

3. 预热不充分（预热温度低，走板速度快）造成FLUX残留多，有害物残留太多）。

4．残留物发生吸水现象，（水溶物电导率未达标）5．用了需要清洗的FLUX，焊完后未清洗或未及时清洗。

6．FLUX活性太强。

7．电子元器件与FLUX中活性物质反应。

四、连电，漏电（绝缘性不好）1. FLUX在板上成离子残留；或FLUX残留吸水，吸水导电。

2. PCB设计不合理，布线太近等。

3. PCB阻焊膜质量不好，容易导电。

五、漏焊，虚焊，连焊 1. FLUX 活性不够。

2. FLUX的润湿性不够。

wk_ad_begin({pid : 21});wk_ad_after(21, function(){$('.ad-hidden').hide();},function(){$('.ad-hidden').show();});3. FLUX涂布的量太少。

PCBA-上锡不良分析方法简介2023

17
FIB切片-腐蚀
18
FIB观察不良图面
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其它辅助测试
20
1-1 漂锡测试
未上锡前
上锡后
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1-2 印锡膏
未上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ前
上锡后
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1-3.上锡测试
零件剥除后图标
零件剥除前图标
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上锡测试
不良品表面，焊盘上锡大部分没有覆盖到，有点状的锡残留。金面看起来没有和锡熔在一起；
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1.4 推力
量比较少。
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举例: 上件比较
正常区
不良区
不良品表面，焊盘上锡大部分没有覆盖到，有点状的锡残留。
6
举例:疑似上件偏移
左边的照片，零件已经偏移了，但是锡也是点状残留；右边的照片，
都是锡点状残留。看起来都是锡和焊盘没有很好地结合起来。
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剥金-看镍面外观
• 步骤 1.将线路板裁成小片 2.将小片线路板浸泡在剥金液中5~10秒 3.取出线路板，进行水洗风干 4.拍照
值建议在1kgf以上
25
结论
• 上锡不良分析有很多方析方式还没有列入，各位可以根据实际状况进行分析。
• 利用以上测试用分析，所得到的结果，做合理的推测，或许真因一时间无法发现，至少可以得到之后研究方向。
26
谢谢！
27
不良区
正常区
不良区域的锡量少，没有和零件面形成自然的斜坡，也可表面焊盘表面和锡的亲和力不好，阻碍了锡在焊盘表面的流动。
14
正常处切片
不良处切片 15
FIB用途
1.以高倍率，确认镍层是否腐蚀。 2.切片观察IMC层生成状况。 3.仅能针对表面进行分析。
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上锡不良分析报告

百分比 Sigma 23.75 52.67 0.43 0.53
Pb M
16.6
23.58
0.51
样品2（正常板）总量
100
7
无异常
8
c、从EDS分析结果显示，异常板与正常板铜含量没有多少差别。
9
三、总结
1、从客户反馈不良率30%及客户退货板数量来看，
约有2000PCS（5780×30%+192=1926）不良，此次投诉为批量性不良，只有生产条件（设备、工艺参数）异常时，才有批量性不良。 2、结合以上分析结果，21977客户投诉上锡不良为锡厚不够。
21977上锡不良分析报告
由：彭俊勇审核： To：刘生
Cc：
尚生
日期：2011年11月28日
目录
一、背景二、原因分析三、总结四、改善及建议
2
一、背景
JJL客户投诉有铅喷锡板FP21977-2B04E严重上锡不良，不良率为100%。
不良图片
不良图片
3
二、原因分析
1、不良状况：客户退回5780PCS PCB及 192PCS PCBA上锡不良板，不良率为30%，有近 2000PCS不良。
10
四、改善及建议
为确保生产品质，避免此类不良遭到客户投诉给公司带来损失，应保证锡厚满足我司工艺要求≥20″。
11
Thanks！
12
4
Байду номын сангаас
元素
重量
重量百原子分比
百分比 7.64 26.02 49.55 16.78 0.19 0.59 0.87 0.9
百分比 Sigma CK Cu K Sn L Pb M 0.83 14.89 52.97 31.32

PCB板上沉锡焊盘上锡不良失效分析

PCB 板上沉锡焊盘上锡不良失效分析
PCB 应用广泛，但由于成本以及技术的原因，PCB 在生产和应用过程中出现了大量的失效问题，并因此引发了许多质量纠纷。

为了弄清楚失效的原因以便找到解决问题的办法和分清责任，必须对所发生的失效案例进行失效分析。

沉锡焊盘上锡不良失效分析
1.背景：
送检样品为某PCBA 板，该PCB 板经过SMT 后，发现少量焊盘出现上锡不良现象，样品的失效率大概在千分之三左右。

该PCB 板焊盘表面处理工艺为化学沉锡，该PCB 板为双面贴片，出现上锡不良的焊盘均位于第二贴片面。

2.分析说明：
首先进行外观检查，通过对失效焊盘进行显微放大观察，焊盘存在不上锡。

上锡不良分析报告

10
四、改善及建议
为确保生产品质，避免此类不良遭到客户投诉给公司带来损失，应保证锡厚满足我司工艺要求≥20″。
11
Thanks！
12
2、原因分析：导致喷锡板上锡不良可能原因有1、锡薄，2、锡缸铜离子含量超标，3、离子污染。 3、分析： a、对客户退回不良板进行分析，测得严重不上锡位锡厚如下： 12.86″ 12.98″ 11.37″ 12.33″ 11.45″ 注：我司工艺要求锡厚≥ 20″
b、对客户退回不良板外发ATO进行EDS分析，分析结果显示，未发现异常元素。
百分比 Sigma 23.75 52.67 0.43 0.53
Pb M
16.6
23.58
0.51
样品2（正常板）总量
100
7
无异常
8
c、从EDS分析结果显示，异常板与正常板铜含量没有多少差别。
9
三、总结
1、从客户反馈不良率30%及客户退货板数量来看，
约有2000PCS（5780×30%+192=1926）不良，此次投诉为批量性不良，只有生产条件（设备、工艺参数）异常时，才有批量性不良。 2、结合以上分析结果，21977客户投诉上锡不良为锡厚不够。
4
元素
重量
重量百原子分比
百分比 7.64 26.02 49.55 16.78 0.19 ห้องสมุดไป่ตู้.59 0.87 0.9
百分比 Sigma CK Cu K Sn L Pb M 0.83 14.89 52.97 31.32
总量
100
样片1
5
无异常
6
元素
元素
重量
重量百分比

连接器引脚上锡不良失效分析

连接器引脚上锡不良失效分析（作者：美信检测失效分析实验室）1. 案例背景送检样品为某款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。

上锡不良上锡不饱满上锡饱满上锡饱满上锡饱满上锡不饱满如图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。

表2 未使用连接器引脚表面EDS测试结果(Wt%)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。

沉锡电路板上锡不良的原因

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失效分析经典案例--BGA焊接不良

DFR-01
一、样品描述
所送检的PCBA样品经电性能测试发现其BGA部位可能有焊接不良（怀疑虚焊）存在，现需分析该问题是该PCBA在SMT制程中造成或是PCB 的（即上锡不良）原因。

委托单位提供了一件PCBA样品与所用的3件PCB 样品。

二、分析过程
1、显微分析
将PCBA上的BGA部分切下，用环氧树脂镶嵌、刨磨、抛光、腐蚀制作BGA焊点的金相剖面或截面，然后用Nikon OPTIPHOT金相显微镜与LEICA MZ6立体显微镜进行观察分析，发现在第一排的第四焊点存在缺陷，锡球与焊盘间有明显的分离现象（图1），其他焊点未检查到类似情况。

图1 BGA焊点（第一排第4个）切片截面显微镜照片（1）
2、PCB焊盘的可焊性分析
图2 BGA焊点缺陷部位放大的显微镜照片（2）
图3 PCB上的BGA焊接部位的润湿不良的焊盘（1）
图4 PCB上的润湿不良的焊盘（2）3、PCB表面状态分析
4、SEM以及EDX分析
图6 不良焊点截面的外观SEM分析照片。

图7 SEM照片中A部位的化学（元素）组成分析结果
图8 SEM照片中B部位的化学（元素）组成分析结果
图9 图5中不良焊盘的表面的化学（元素）组成分析结果
5、焊锡膏的润湿性分析
三、结论
经过以上分析，可以得出这样的结论：
1、送PCBA样品的BGA部位的第一排第4焊点存在不良缺陷，锡球焊点与
焊盘间有明显开路。

2、造成开路的原因为：该PCB的焊盘润湿性（可焊性）不良，焊盘表
面存在不明有机物，该有机物绝缘且阻焊，使BGA焊料球无法与焊盘在焊接时形成金属化层。

PCBA通孔上锡不良失效分析

PCBA通孔上锡不良失效分析1.引言随着电子产品的不断发展，PCBA（Printed Circuit Board Assembly）通孔上锡不良失效已成为制造商面临的一项重要问题。

通孔上锡不良失效指的是在PCBA组装过程中，通孔上的锡层存在缺陷或未能达到预期的质量标准，从而导致电子产品的性能下降或者无法正常工作。

本文将从引起通孔上锡不良失效的主要原因、常见的不良现象和影响因素，以及可能的解决方案等多个方面进行详细分析。

2.主要原因通孔上锡不良失效的主要原因可以总结为以下几个方面：(1)PCB生产工艺不当：包括热压工艺不当、上锡工艺控制不当、冷凝水引起的通孔未热波退化等；(2)基材质量问题：例如，基材表面有油污或者氧化膜；(3)无铅钎料使用不当：无铅钎料与常规钎料具有不同的物理特性，使用不当容易导致通孔上锡不良；(4)温度控制不当：温度过高或过低都可能导致通孔上锡不良。

3.常见的不良现象通孔上锡不良失效表现为以下几个常见的不良现象：(1)缺锡：通孔上的锡层不均匀或缺少，导致电路连接不良；(2)箍锡：锡层在通孔上厚度增加，导致电路断路或短路；(3)锡棒：形成一条或多条厚度较大的锡棒，使得电路连通不良。

4.影响因素造成通孔上锡不良失效的影响因素包括：(1)上锡温度：温度过高会导致锡熔化，温度过低则无法保证锡层的均匀性；(2)上锡时间：时间过短会导致不足的锡层覆盖和粘附，时间过长则会引起锡层过厚；(3)钎料粒度：钎料粒度过大会导致上锡不均匀，影响通孔上锡质量；(4)PCB表面处理不当：包括油污、氧化膜等对上锡质量产生负面影响。

5.解决方案为解决PCBA通孔上锡不良失效问题，可以采取以下方案：(1)优化PCB生产工艺：改进热压工艺，确保PCB通孔在上锡过程中能够充分受热，避免冷凝水引起的不良；(2)对基材进行表面处理：确保基材表面无油污或氧化膜等污染物，保证上锡质量；(3)选用合适的无铅钎料：需根据产品要求选择合适的无铅钎料，并确保正确的操作使用；(4)控制上锡温度和时间：确保上锡温度在合适的范围内，上锡时间足够但不过长；(5)控制钎料粒度：选择适当的钎料粒度，避免影响上锡质量。