焊点开裂不良失效分析

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1、焊点开裂不良失效分析2017-01-17邓胜良（深圳市美信检测技术股份有限公司，深圳宝安，518108）摘要：某化鎳浸金的FPC软板，在组装完成后，发现部分焊点存在开裂失效。通过外观检查，表面分析及剖面分析等分析手段，发现焊盘中鎳层存在开裂，在焊接过程中，Cu过度的扩散到金属间化合物中去，严重降低金属间化合物与镀层之间的强度，导致焊点发生开裂失效。关键词：焊点开裂；鎳层断裂；铜扩散1案例背景送检样品为某FPC板，该FPC板经过SMT后经辗筒测试，发现部分焊点存在开裂失效。该PCB板焊盘表面处理工艺为化鎳浸金。2分析方法简述如图1和2所示

2、，失效焊点断裂界面呈明显的脆性断口，失效焊盘鎳层存在明显的开裂现象。通过切片分析，失效焊点主要开裂在IMC层与Ni层之间的界面处，失效焊点IMC层中Cu含量明显高于Ni含量。图1失效样品外观图片MTT25OkVWJmmX2OqMTT25.0kV10.0mmx20图2失效样品SEM图片图3失效焊点的切片图表1.NG-3焊点切片EDS测试结果(Wt%)SpectrumC0NiCuSnTotal位置12.51.516.534.445.2100.0位臂22.d2.()14.026.255.4100.0位置31.52.05.213.27&1100

3、.0W41.86.6//91.6100.03分析与讨论该焊点失效界面为典型的铜扩散现象,正常的ENIG焊盘与焊料之间形成Ni3Sn4的IMC层，Ni层作为阻挡层，阻挡Cu向焊料扩散，亦或形成少量的(Cu,Ni)6Sn5的三元合金,当Ni层发生开裂时，Cu会沿裂缝向焊料急剧扩散，当Cu大量异常的向锡鎳合金扩散时，必然改变IMC的结构和物理性能，其机械性能弱化，脆性增加而与Ni层的结合力减弱，在受到外力作用下，易发生开裂失效现象。SMT的高温和长时间回流焊及焊盘的Ni层开裂均有助于Cu扩散现象的发生。本案焊点失效的主要原因为在SMT前，焊盘

4、的Ni镀层存在开裂，致使在焊接过程中Cu向IMC层大量扩散，改变了IMC层的结构和物料特性，致使界面机械性能严重下降。