PCB上件缩锡分析报告

主管：會簽：經辦：丰鎰貿易（深圳）有限公司2007/10/1106IT36158板缩錫分析報告FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG2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：現象-1現象-2FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG3相关不良相片缩錫不良现象-1注:從以上的缩錫现象上可见:明显發現部分金面没有上锡,完整无损;缩錫不良现象-2FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG4分析流程縮錫不良板X-RAY+SEM+EDS金鎳厚度正常晶格&P%分析正常縮錫処金面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Seepage5Seepage7,8Seepage9,10Seepage12Seepage11Seepage14Seepage13Seepage19Seepage20-22Seepage23Seepage15Seepage16,17,18重漂錫上錫良好Seepage15FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG51.不良板X-RAY金/鎳厚度測試名稱規格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)金镍厚测量FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG6实验分析仪器SEM(扫描式电子显微镜）EDS(能量分散式元素分析仪)镍面SEM/EDSFENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG71.1.缩锡处金面EDX分析注:從EDS上可見:不上錫部位金面有C.O含量较高,對焊锡時有较大影響;100.00Totals3.2924.89AuM15.8735.85NiK12.407.63OK68.4431.63CKAtomic%Weight%ElementQuantitativeresultsWeight%010203040CONiAuDEX分析点FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG81.2缩锡处金面EDS分析ElementWeight%Atomic%CK52.2682.34OK8.369.89NiK15.034.84SnL9.281.48AuM15.061.45Totals100.00QuantitativeresultsWeight%0102030405060CONiSnAu注:從EDS上可見：缩錫不良部位金与锡交界处有C.O含量较高,對焊锡有较大影響;DEX分析点FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG91.3.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%PK6.9612.42NiK93.0487.58Totals100.00QuantitativeresultsWeight%020406080100PNiFENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG101.4.缩锡处镍面SEM注:從SEM上可見：不上錫部位剝金后鎳面晶格正常,無腐蝕現象;SEM-2SEM-1FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG111.5局部上錫處切片SEM從SEM上可見：局部上錫部位鎳層结构正常,無腐蝕刺人現象,并且Cu/Ni/Sn層之間IMC結构良好;CuCuCuNiNiNiSnSnSnSEM-3000倍-3SEM-3000倍-2SEM-3000倍-1切片位置FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG121.6上锡不良处切片SEMNiCuCuNiSEM-3000倍-2SEM-3000倍-1從SEM上可見：上錫不良部位切片后側面觀察表面平整光滑﹐鎳層结构正常,無腐蝕現象;切片位置FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG131.7.縮錫処切片觀察--立碑效应剖解注:从左图可以看到，元件的两端锡膏的熔融状态不一致，明显存在立碑(Tombstone)效应，即元件两边的金表面活化能不一致，右边的金面受污染导致金表面活化能降低，左边的锡膏熔融比右边锡膏熔融快。说明金面有受污染。SEM-1000倍SEM-3000倍SnNiCu元件立碑(Tombstone)效应引起裂痕FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG14ElementWeight%Atomic%CK5.6828.66NiK46.1256.21AuM51.2015.13Totals100.00QuantitativeresultsWeight%0102030405060CNiAu注:從EDS結果可見：縮錫処清洗后金面已經沒有O元素，C含量也變低。1.8缩锡处金面經清洗后EDS分析FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG151.9.不良不板重新漂锡试验漂锡条件：1.缩錫不良部分使用酒精擦洗;2.助焊剂:a.无铅助焊剂;b.型号:AD-8800;3.锡铅种类:a.无铅漂锡;b.温度:262℃;c.漂锡时间:5S;注:從缩錫不良板重新漂锡上可見：重新漂锡后上錫良好縮錫不良板重新漂锡后现象-1縮錫不良板重新漂锡后现象-2FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG162.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)金镍厚测量结论：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围内。测试数据为泉镒兴公司提供FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG172.1同周期正常庫存板金面SEM金面晶格正常FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG182.2同周期正常庫存板鎳面SEM寫真(剝金后)鎳面晶格正常,無腐蝕現象FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG192.3同周期正常庫存板磷含量分析(剝金法)Spectrumprocessing:Processingoption:Allelementsanalyzed(Normalised)ElementWeight%Atomic%PK6.7612.08NiK93.2487.92Totals100.00剝金后鎳面1#2004/10/29上午11:26:26QuantitativeresultsWeight%020406080100PNiComment:P%=6.76，正常FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG20ElementWeight%Atomic%CK4.1825.58NiK44.0155.09AuM51.8119.33Totals100.00QuantitativeresultsWeight%0102030405060CNiAu2.4同周期正常庫存板金面EDS分析注:從EDS結果可見：空板金面沒有O元素，C含量也比較低FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG21a.空板先進行后處理綫清洗，再过一、二、三次IR炉，IR炉温度条件：1234567设定温度上195210205205210285225设定温度下195210205205210285225b.然後进行漂锡测试：1.浸泡FLUX,時間:10-15sec（type:AD-8800)2.錫爐溫度:260℃,漂锡時間:5sec（type:SAC305無鉛焊料）2.5空板漂锡试验FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG222.6漂锡前试板外观金相试样板金面外观良好FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG232.7漂锡后样板外观金相漂錫100%上錫良好.FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG242.8漂锡后纵切片SEMSnNiCuSnNiCuSnNiCu結論:從漂錫切片SEM觀察結果可知:焊料与鎳層結合良好,漂錫后未發現有鎳層刺入腐蝕發生.FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG253.分析小结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;5.缩錫不良部位明显發現金面没有上锡,并且完整無損,而且通过酒精擦洗后再重新漂錫上錫飽滿；6.同周期正常空板測試結果正常;结论:金面有机污染较严重造成金表面活化能過低,导致缩锡.另外,上件时的温度曲线设定不合理也会导致缩锡,此部分有待确认.FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG264.相關建議1.锡扩散性不良与板子表面清洁状况有很大关系﹐在加强板面清洁度后对散锡会有所帮助;2.应特别关注沉金板从化金到上件的各个站点，保证金面不受外界异常元素的污染，如化金后處理綫，成型后處理綫的保養等；3.注意化金板的存放环境,避免在酸鹼環境下存放.FENGYITRADING(SHENZHEN)CO.,LTDENIG275.附录：立碑（Tombstone）效应•立碑（Tombstone）效应就是在回流焊接期间，我们经常会遇到片状元件的一端离开相应的焊盘翘起来使元件站立在一端焊盘上的现象，这种现象形如墓地的石碑，所人们通常把这种现象的缺陷叫做tombstone，即立碑或墓碑。这个缺陷的主要原因是在回流过程中元件两端焊脚所受的表面张力不平衡而引起的。在实际的生产过程中有许多因素可以导致在焊接过程中片状元件两端产生不平衡的表面张力。但主要的有下面几个：1.焊盘上污染引起不同的湿润（wetting）力2.元件焊盘的不适当设计3.贴片过程过分的偏移焊盘4.丝网印刷的偏位