Teknik PCB - Analisis kegagalan tin miskin pada pads PCB FMEA

1. Latar belakang huruf

Sampel dihantar untuk pemeriksaan adalah papan PCBA. Selepas papan PCB telah SMT, ia ditemukan bahawa bilangan kecil pads mempunyai tinning yang tidak baik. Kadar kegagalan sampel adalah kira-kira tiga ribu. Proses perawatan permukaan pad papan PCB adalah penutup tin kimia, papan PCB adalah patch dua sisi, dan pads dengan tentera yang lemah semua ditempatkan pad a permukaan patch kedua.

2. Huraian singkat kaedah analisis

2.1 Perhatian penampilan sampel

Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 1, melalui pengamatan mikroskopik pad gagal, tiada tin pada pad, dan tiada keadaan yang tidak normal seperti perubahan warna yang jelas ditemui pada permukaan pad.

Analisis kegagalan tin yang teruk pada pads PCB

2.2 Analisis SEM+EDS bagi permukaan pad

Pemeriksaan SEM permukaan dan analisis komponen EDS dilakukan pada pads NG, pads yang pernah ditembak, dan pads yang tidak ditembak. Permukaan pads yang tidak ditembak dibentuk dengan baik, dan permukaan pads yang pernah ditembak dan pads yang gagal ditembak dalam tin. Lapisan tersebar semula, dan tiada unsur yang tidak normal ditemui di permukaan;

2.3 Analisi profil persiapan sampel FIB pad

Guna teknologi FIB untuk membuat salib seksyen pads gagal, pads sekali-menembak dan pads tidak menembak, dan imbas permukaan profil. Menemukan bahawa unsur Cu telah muncul pada permukaan pad NG, yang menunjukkan bahawa Cu telah disebar ke permukaan lapisan tin; Elemen Cu muncul pad a permukaan pad bakar pada kedalaman sekitar 0.3μm, yang bermakna bahawa tebal lapisan tin murni adalah sekitar 0.3μm selepas pad bakar. Ketempatan lapisan tin murni pad bakar adalah kira-kira 0.8 μm. Dengan melihat ketepatan rendah ujian EDS dan ralat relatif besar, langkah berikutnya adalah menggunakan AES untuk menganalisis komposisi permukaan pad.

2.4 Analisis komposisi AES bagi permukaan pad

Analisis komposisi permukaan kutub pad NG dan pad yang pernah ditembak. Pad NG berada dalam julat kedalaman 0~200nm, terutamanya unsur Sn dan O, dan dalam julat kedalaman 200~350nm, ia adalah satu liga tembaga-tin, yang hampir tidak wujud. Lapisan tin murni; pad solder adalah terutamanya lapisan tin dalam julat kedalaman 0~140nm sekali selepas oven, selepas mana elemen Cu (komponen logam) muncul

3. Analisi dan diskusi

Berdasarkan keputusan analisis di atas, sebab mengapa pad askar tidak boleh dikumpulkan dikumpulkan sebagai berikut:

a). Lapisan tin murni di permukaan pad NG telah sepenuhnya dikonsumsi (lapisan permukaan diuksidasi, dan dalam diubah menjadi komponen intermetal), yang tidak dapat memenuhi keperluan kesesatan yang baik;

b). Apabila pad melewati kilang sekali, suhu tinggi akan mempromosikan penyebaran antara tin dan tembaga untuk membentuk lapisan legasi, yang mengakibatkan penapisan lapisan tin murni;

c). Pad NG telah melalui kilang sekali sebelum SMT ditempatkan. Selama proses pembakaran, tin permukaan akan dioksidasi. Pada masa yang sama, suhu tinggi akan memperteruskan penyebaran bersama-sama tin dan tembaga untuk membentuk legasi tembaga-tin dan mempertebal lapisan legasi tembaga-tin. Lapisan tin menjadi lebih tipis. Apabila tebal lapisan tin kurang dari 0.2μm, pad tidak akan dapat menjamin tentera yang baik, dan kegagalan aplikasi tin yang buruk akan berlaku.

4. cadangan

(1) Guna nitrogen sebagai atmosfer perlindungan SMT;

(2) meningkatkan tebal lapisan penyemburan tin papan PCB untuk memastikan tebal lapisan tin masih boleh memenuhi keperluan tenterabiliti selepas pembakaran telah lewat sekali.

5. Piawai Rujukan

(1) GJB 548B-2005 Kaedah ujian peranti mikroelektronik dan prosedur Kaedah 5003 Prosedur analisis kegagalan sirkuit mikro

(2) Kaedah ujian tenterability PCB IPC-J-STD-003B-2007