根據(jù)金鑒實(shí)驗(yàn)室總結(jié)的焊點(diǎn)開(kāi)裂，焊錫不良失效分析來(lái)看

一般錫裂的可能原因是：

焊錫工藝參數(shù)

焊錫未完全熔融、

鍍層有腐蝕、污染

鍍層有孔洞（柯肯達(dá)爾孔洞）等，

導(dǎo)致無(wú)法生成良好的IMC層，

還有的外界應(yīng)力的作用也有可能導(dǎo)致焊錫開(kāi)裂失效

針對(duì)于焊錫點(diǎn)開(kāi)裂、上錫不良失效分析方案：

案例一：

1：針對(duì)焊錫不良位置（掉元件/縮錫）進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)

其目的是對(duì)問(wèn)題點(diǎn)位置進(jìn)行表面分析，檢測(cè)鍍層表面是否存在異常，是否存在金面污染，（具體元素污染項(xiàng)對(duì)應(yīng)），從SEM&ED分析結(jié)果來(lái)看，斷裂面上元素有C、O、Ni、P、Au，不難看出，上錫后板面檢測(cè)出含有Au元素，正常的情況下上錫后Au會(huì)被融掉，此樣品還存在板面有Au殘留的現(xiàn)象，此為異常情況。

污染導(dǎo)致鍍層有腐蝕：

2：針對(duì)問(wèn)題產(chǎn)品未上錫或者未上元件的位置進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)

其目的是確認(rèn)金面是否有異常元素，是否存在表面污染，并需進(jìn)一步的對(duì)剝金后的鎳面進(jìn)行SEM&EDS檢測(cè)，確定剝金后鎳面的表面結(jié)晶狀況以及鎳層磷含量是否正常，如下圖2為不正常處鎳面SEM圖，可以看到，表面我們可以形式“海綿”狀的疏松結(jié)晶層：同時(shí)我們也對(duì)比正常的化金后金面以及鎳面的SEM圖，如下圖3所示，正常的金面以及鎳面沒(méi)有明顯的晶界裂痕，沉積的顆粒大小分布均勻。但當(dāng)銅面或者鎳面上有異常的現(xiàn)象時(shí)，我們可以看到剝金后鎳面的有裂痕、空洞，左邊的現(xiàn)象可能為銅面的粗糙造成的，銅面的粗糙會(huì)導(dǎo)致鎳沉積的顆粒大小不一，鎳面的排列為大顆粒與小顆粒緊挨的時(shí)候晶界就比較大，容易在化金時(shí)，遭到金水的攻擊。

3：上面對(duì)金面、鎳面進(jìn)行的SEM分析，下面將對(duì)金面EDS檢測(cè)出異常元素的問(wèn)題進(jìn)行分析：

從檢測(cè)結(jié)果可以看到，測(cè)試出的元素有：C、O、P、Ni、Cu、Au，對(duì)比正常的分析結(jié)果，測(cè)試結(jié)果中的C、O、Cu三元素屬于異常元素，一般情況下C元素含量在20%以內(nèi)為外界環(huán)境污染所致（在取樣或者檢測(cè)過(guò)程中），而超過(guò)20%則為有機(jī)污染所致；O元素說(shuō)明存在污染或者氧化，Cu元素說(shuō)明金面在清洗或者保存過(guò)程中有Cu的污染，此現(xiàn)象極易造成金面發(fā)紅，嚴(yán)重影響焊錫性；

Element mass%

C K 37.46

O K 5.52

P K 2.6

Ni K 24.43

Cu K 10.16

Au M 19.83

Total 100

4、下面圖表列出最有可能污染金面而所相對(duì)應(yīng)的元素：

列出了印制板廠生產(chǎn)中用到的一些可能對(duì)化鎳金表面污染的材料，對(duì)于以后EDS檢測(cè)的結(jié)果，可以做一個(gè)參考。

5：針對(duì)焊接不良位置進(jìn)行切片后SEM&EDS分析檢測(cè)

其目的是檢查是否存在鎳腐蝕、焊接位IMC(Intermetallic Compound)層的狀況、是否存在富磷層的狀況等，分別顯示了均勻連續(xù)的IMC層以及疏松的IMC層，我們知道均勻連續(xù)的IMC層焊接點(diǎn)才是牢固的，疏松的IMC層焊接存在焊接不良的隱患；正常的IMC層表現(xiàn)為：在連續(xù)均勻的情況下，IMC層維持在1-3um最為理想；而富磷層則控制越薄越好。

不佳的IMC層和過(guò)厚的富磷層主要是由于化學(xué)鎳金本身鎳層存在問(wèn)題，或者在焊接過(guò)程中焊接的參數(shù)控制不當(dāng)所造成。

良品IMC層離子研磨切片分析結(jié)合良好：

對(duì)脫落貼片電子元件殘留的焊錫進(jìn)行FIB切割分析，結(jié)果顯示脫落燈珠背面殘留焊錫與鍍銅層間存在縫隙，未形成良好的IMC。

6：針對(duì)焊接不良產(chǎn)品未上錫或上件的金面同樣進(jìn)行切片后的EDS檢測(cè)，主要檢測(cè)的是鎳層是否存在鎳腐蝕狀況，檢查鎳層的狀況；對(duì)于是否存在鎳腐蝕這是有一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)的，正常鎳腐蝕按照“任天堂標(biāo)準(zhǔn)為鎳腐蝕深度不超過(guò)整個(gè)鎳厚的1/5，在一個(gè)可觀測(cè)界面內(nèi)少于三個(gè)位置存在腐蝕點(diǎn)。

金鑒實(shí)驗(yàn)室提醒各位電子行業(yè)朋友針對(duì)于出現(xiàn)焊錫不良的問(wèn)題，原因查找要做兩個(gè)測(cè)試：一是取問(wèn)題板進(jìn)行測(cè)試，針對(duì)于問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行表面的SEM分析，觀察表面結(jié)構(gòu)以及切片觀察焊錫后的IMC層狀況；再者就是對(duì)問(wèn)題位置進(jìn)行EDS元素分析；二是取同樣批次的未進(jìn)行焊錫的化金板進(jìn)行析，這是針對(duì)問(wèn)題板測(cè)試的結(jié)果進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)收集，測(cè)試包括表面的SEM&EDS分析。通過(guò)前面的兩組數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析，可以得出一個(gè)結(jié)果，對(duì)于尋找焊錫不良失效原分析因可以起到輔助作用。
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