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PCB板中芯片焊點開路失效分析

2024-02-22  瀏覽量:607

 

PCB板中芯片焊點開路失效分析

 

引言

 

某PCBA在組裝完成后測試存在功能異常,經(jīng)初步定位,為板上失效芯片的部分焊點發(fā)生開路不良,且已定位到具體的焊點位置,現(xiàn)進行失效分析,查找失效原因。

 

測試分析

 

1 外觀檢查

 

對NG PCB板上失效芯片進行外觀檢查,未發(fā)現(xiàn)失效芯片表面有明顯異?,F(xiàn)象。

 

NG PCB板上失效芯片焊點X-ray圖片

圖1 NG PCB板上失效芯片焊點X-ray圖片

 

2 切片分析

 

對NG PCB板上失效芯片焊點進行切片分析,如圖2所示,失效焊點成型良好,失效焊盤埋孔銅層與底部銅層界面疑似存在開裂失效,且OK焊點亦存在相同的失效現(xiàn)象,如圖3所示。

 

失效芯片NG焊點切片金相圖片

圖2 失效芯片NG焊點切片金相圖片

 

失效芯片OK焊點切片金相圖片

圖3 失效芯片OK焊點切片金相圖片

 

對NG焊點和OK焊點疑似開裂位置進行放大觀察,確認埋孔銅層與底部銅層界面存在開裂現(xiàn)象,且在開裂界面位置存在少量異物,成分分析結(jié)果顯示,異物的主要成為為C、O、Mg、Al、Br等雜質(zhì)元素。

 

失效芯片NG焊點切片SEM圖片

圖4 失效芯片NG焊點切片SEM圖片

 

表1 失效芯片NG焊點切片EDS結(jié)果(wt%)

失效芯片NG焊點切片EDS結(jié)果

 

3 機械剝離后表面分析

 

對NG PCB板上失效芯片失效位置的分離界面進行表面分析,發(fā)現(xiàn)失效焊點和大部分正常焊點的焊盤被拔起,且在焊盤埋孔銅層和底部走線銅層界面發(fā)生開裂,與切片結(jié)果相對應(yīng)。

 

NG PCB板機械剝離后外觀圖片

圖5 NG PCB板機械剝離后外觀圖片

 

對分離界面進行表面觀察,失效焊點PCB端和芯片端分離界面均存在少量異物,通過成分分析發(fā)現(xiàn),異物主要成分為C、O、Al、Si、S、Br、K、Ca、Fe等異常元素,對比PCB基材的成分,異物主要來源應(yīng)來自PCB基材。另外,部分OK焊點分離界面也存在少量異物。

 

NG焊點芯片端剝離界面SEM圖片

圖6 NG焊點芯片端剝離界面SEM圖片

 

表2 NG焊點芯片端剝離界面EDS結(jié)果(wt%)

NG焊點芯片端剝離界面EDS結(jié)果

 

OK焊點芯片端剝離界面SEM圖片

圖7 OK焊點芯片端剝離界面SEM圖片

 

4 AES分析

 

對NG PCB板中機械剝離后的界面進一步進行表層深度成分分析,發(fā)現(xiàn) NG焊點和OK焊點的焊盤埋孔銅層分別在表面到25nm位置處和20nm位置處,C、N、O含量明顯偏高,且存在異常的S元素。

 

表3 NG焊點芯片端剝離界面深度成分結(jié)果(Atomic%)

NG焊點芯片端剝離界面深度成分結(jié)果

 

表4 OK焊點芯片端剝離界面表面深度成分結(jié)果(Atomic%)

OK焊點芯片端剝離界面表面深度成分結(jié)果

 

結(jié)論

 

導(dǎo)致失效PCB板中芯片焊點開路的直接原因為:與焊盤相連的埋孔銅層和底部走線銅層之間界面發(fā)生開裂。

其根本原因應(yīng)為:埋孔在電鍍銅前清洗不干凈,在該界面處存在污染,致使兩界面結(jié)合強度弱,在后續(xù)的組裝受熱過程中,該界面發(fā)生開裂失效。

 

*** 以上內(nèi)容均為原創(chuàng),如需轉(zhuǎn)載,請注明出處 ***

 

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