PCB上件縮錫分析報告

主管：會簽：經(jīng)辦：豐鎰貿(mào)易〔深圳〕2007/10/1106IT36158板縮錫分析報告1問題描述

10月10日客戶羅技公司投訴06IT36158料號上件時有縮錫現(xiàn)象,不良率30/1000=3%，周期為3406,不良現(xiàn)象見下圖：

現(xiàn)象-1現(xiàn)象-22相關(guān)不良相片

縮錫不良現(xiàn)象-1注:從以上的縮錫現(xiàn)象上可見:明顯發(fā)現(xiàn)局部金面沒有上錫,完整無損;縮錫不良現(xiàn)象-23分析流程縮錫不良板X-RAY+SEM+EDS金鎳厚度正常晶格&P%分析正?？s錫処金面C,O含量高切片分析SEM縮錫処正常無腐蝕無縮錫処切片無腐蝕縮錫処有立碑效應(yīng)縮錫不良板清洗后EDS+重新漂錫清洗后金面C含量變少同周期空板X-RAY+SEM+EDS金鎳厚度正常晶格&P%分析正常金面C含量低漂錫分析SEM&金相切片正常無腐蝕上錫良好Seepage5Seepage7,8Seepage9,10Seepage12Seepage11Seepage14Seepage13Seepage19See22Seepage23Seepage15Seepage16,17,18重漂錫上錫良好Seepage154

1.不良板X-RAY金/鎳厚度測試名稱規(guī)格12345平均(μ〞)AU厚度(μ〞)>22.232.382.472.612.532.37NI厚度(μ〞)>150169.7159.5171.2166.8168.2170.65

注:從X-RAY金/鎳厚度測試的結(jié)果可見:金/鎳厚度正常X—Ray(非接觸-非破壞性金屬膜厚測量儀)金鎳厚測量5實驗分析儀器SEM(掃描式電子顯微鏡〕EDS(能量分散式元素分析儀)鎳面SEM/EDS6

1.1.縮錫處金面EDX分析

注:從EDS上可見:不上錫部位金面有C.O含量較高,對焊錫時有較大影響;100.00Totals3.2924.89AuM15.8735.85NiK12.407.63OK68.4431.63CKAtomic%Weight%ElementDEX分析點7

1.2縮錫處金面EDS分析ElementWeight%Atomic%CK52.2682.34OK8.369.89NiK15.034.84SnL9.281.48AuM15.061.45Totals100.00

注:從EDS上可見：縮錫不良部位金與錫交界處有C.O含量較高,對焊錫有較大影響;DEX分析點8

1.3.磷含量分析注:從EDS上可見：不上錫部位剝金后鎳面P%=6.96,正常;ElementWeight%Atomic%PK6.9612.42NiK93.0487.58Totals100.009

1.4.縮錫處鎳面SEM注:從SEM上可見：不上錫部位剝金后鎳面晶格正常,無腐蝕現(xiàn)象;

SEM-2

SEM-1101.5局部上錫處切片SEM從SEM上可見：局部上錫部位鎳層結(jié)構(gòu)正常,無腐蝕刺人現(xiàn)象,并且Cu/Ni/Sn層之間IMC結(jié)構(gòu)良好;CuCuCuNiNiNiSnSnSnSEM-3000倍-3SEM-3000倍-2SEM-3000倍-1切片位置111.6上錫不良處切片SEMNiCuCuNiSEM-3000倍-2SEM-3000倍-1從SEM上可見：上錫不良部位切片后側(cè)面觀察外表平整光滑﹐鎳層結(jié)構(gòu)正常,無腐蝕現(xiàn)象;切片位置121.7.縮錫処切片觀察--立碑效應(yīng)剖解注:從左圖可以看到，元件的兩端錫膏的熔融狀態(tài)不一致，明顯存在立碑(Tombstone)效應(yīng)，即元件兩邊的金外表活化能不一致，右邊的金面受污染導致金外表活化能降低，左邊的錫膏熔融比右邊錫膏熔融快。說明金面有受污染。

SEM-1000倍

SEM-3000倍SnNiCu元件立碑(Tombstone)效應(yīng)引起裂痕13ElementWeight%Atomic%CK5.6828.66NiK46.1256.21AuM51.2015.13Totals100.00注:從EDS結(jié)果可見：縮錫処清洗后金面已經(jīng)沒有O元素，C含量也變低。

1.8縮錫處金面經(jīng)清洗后EDS分析14

1.9.不良不板重新漂錫試驗漂錫條件：1.縮錫不良部分使用酒精擦洗;2.助焊劑:a.無鉛助焊劑;b.型號:AD-8800;3.錫鉛種類:a.無鉛漂錫;b.溫度:262℃;c.漂錫時間:5S;注:從縮錫不良板重新漂錫上可見：重新漂錫后上錫良好縮錫不良板重新漂錫后現(xiàn)象-1縮錫不良板重新漂錫后現(xiàn)象-2152.同周期正常庫存板鎳金厚度測量編號鎳厚(u”)金厚(u”)1192﹒32.912189.63.053200.43.114199.13.095188.93.14平均194.13.06X—Ray(非接觸-非破壞性金屬膜厚測量儀)金鎳厚測量結(jié)論：客戶金鎳厚度要求為Ni:>150u”,Au:>2u”,故空板的金鎳厚度均在正常范圍內(nèi)。測試數(shù)據(jù)為泉鎰興公司提供162.1同周期正常庫存板金面SEM金面晶格正常172.2同周期正常庫存板鎳面SEM寫真(剝金后)鎳面晶格正常,無腐蝕現(xiàn)象182.3同周期正常庫存板磷含量分析(剝金法)P%=6.76，正常19ElementWeight%Atomic%CK4.1825.58NiK44.0155.09AuM51.8119.33Totals100.002.4同周期正常庫存板金面EDS分析注:從EDS結(jié)果可見：空板金面沒有O元素，C含量也比較低20a.空板先進行后處理綫清洗，再過一、二、三次IR爐，IR爐溫度條件：1234567設(shè)定溫度上195210205205210285225設(shè)定溫度下195210205205210285225b.然後進行漂錫測試：1.浸泡FLUX,時間:10-15sec〔type:AD-8800)2.錫爐溫度:260℃,漂錫時間:5sec〔type:SAC305無鉛焊料〕2.5空板漂錫試驗212.6漂錫前試板外觀金相試樣板金面外觀良好222.7漂錫后樣板外觀金相漂錫100%上錫良好.232.8漂錫后縱切片SEMSnNiCuSnNiCuSnNiCu結(jié)論:從漂錫切片SEM觀察結(jié)果可知:焊料與鎳層結(jié)合良好,漂錫后未發(fā)現(xiàn)有鎳層刺入腐蝕發(fā)生.24

3.分析小結(jié)通過以上分析測試可知:1.測量縮錫板的金鎳厚度，在正常範圍內(nèi)；晶格和P%正常；2.縮錫部位金面EDS分析有C.O含量較高,對焊錫有較大影響;3.縮錫部位剝金后鎳面SEM晶格正常,無腐蝕現(xiàn)象；4.縮錫不良金與錫交界處縱切片鎳層結(jié)構(gòu)正常,無腐蝕刺人現(xiàn)象,并且已上錫之處Cu/Ni層之間結(jié)構(gòu)良好，但觀察到立碑效應(yīng);5.縮錫不良部位明顯發(fā)現(xiàn)金面沒有上錫,并且完整無損,而且通過酒精擦洗后再重新漂錫上錫飽滿；6.同周期正?？瞻鍦y試結(jié)果正常;結(jié)論:金面有機污染較嚴重造成金外表活化能過低,導致縮錫.另外,上件時的溫度曲線設(shè)定不合理也會導致縮錫,此局部有待確認.254.相關(guān)建議1.錫擴散性不良與板子外表清潔狀況有很大關(guān)系﹐在加強板面清潔度后對散錫會有所幫助;2.應(yīng)特別關(guān)注沉金板從化金到上件的各個站點，保證金面不受外界異常元素的污染，如化金后處理綫，成型后處理綫的保養(yǎng)等；3.注意化金板的存放環(huán)境,防止在酸鹼環(huán)境下存放.265.附錄：立碑〔Tombstone〕效應(yīng)立碑〔Tombstone〕效應(yīng)就是在回流焊接期間，我們經(jīng)常會遇到片狀元件的一端離開相應(yīng)的焊盤翹起來使元件站立在一端焊盤上的