PTH焊點上錫不良 | 電子制造中的關鍵工藝與不良危害解析

焊點上錫是電子制造中不可或缺的重要工藝環節。在電子元件和電路、電路板焊接過程中，于焊點上燙上一團錫的過程。這一步驟旨在確保焊接材料與焊點之間形成牢固無縫的焊接界面，從而提高焊點的機械強度和導電性能，保證電路板的穩定性和可靠性。

我們收到從市場退回的PCB板，在波峰焊接后，個別PTH孔出現上錫不良現象，PCB表面處理方式為OSP。為了精準判定失效原因，我們將采用專業且詳盡的檢測分析方法，查找其失效原因。

測試分析

1 外觀檢查

利用體視顯微鏡對PCBA上錫不良通孔焊點及其他通孔焊點進行光學檢查，結果如圖1所示：

個別PTH焊點明顯發現上錫不良現象，表現為通孔無明顯填錫異常；其他焊點，較多位置通孔焊盤疑似存在潤濕不良現象，后續利用切片分析手段進一步觀察確認。

圖1. 上錫不良PTH焊點光學檢查照片

2 X-Ray&CT觀察

圖2為X-Ray及CT觀察，結果顯示：①個別焊點存在無明顯填錫及填錫高度不足現象；②個別焊點內部存在空洞現象；③失效焊點及未失效焊點均觀察到pin針偏位現象；④失效焊點未見明顯孔破異常。

圖2. NG1異物紅外分析圖

3 表面分析

用場發射掃描電子顯微鏡對失效焊點進行形貌觀察和成分分析發現：

失效焊點及未失效焊點，通孔拐角位置都發現異物殘留現象，成分分析結果顯示，異物位置含有C、O、Br、Si、S、Sn、Ba、Cu元素， O、Br、Sn元素推測為助焊劑所含元素，C、O、Si、S、Ba元素推測為綠油殘留所含元素，后續通過切片分析進一步確認；失效焊點孔環表面發現異常Cl元素。

圖3. NG 焊點及OK 焊點形貌觀察及成分分析結果

4 剖面分析

剖面分析結果顯示：①個別焊點孔環表面局部無明顯焊錫殘留，推測焊盤表面潤濕異常；②孔壁焊接正常位置IMC生成連續，厚度在1.28μm~3.21μm；③失效焊點及未失效焊點，通孔拐角潤濕不良位置都發現異物殘留，成分含有C、O、Al、Si、S、Sn、Ba、Cu元素，所含元素與表面分析結果一致，根據異物形貌及成分可知，該異物為綠油殘留。

圖4. NG 焊點及OK 焊點截面形貌觀察及成分分析結果

5 PCB光板分析

光學觀察：如圖5所示，所有PTH通孔孔環表面完好，未見明顯異色、刮傷等現象；個別PTH通孔拐角位置發現顆粒狀異物殘留。

SEM+EDS觀察：如圖6所示，所有PTH通孔孔環表面形貌異常，成分含有C、N、O、Cl、I、Cu元素，其他Cl、I為異常元素；拐角位置顆粒狀異物含有C、N、O、Cl、Cu元素，Cl為異常元素，顆粒所含元素與PCBA通孔拐角殘留綠油成分存在明顯差異，說明該顆粒狀異物并非PCBA通孔焊點所發現的綠油殘留。

圖5. PCB光板PTH通孔光學檢查照片

圖6. PCB光板PTH通孔孔環表面形貌觀察及成分分析結果

6 PCB光板上錫性驗證

對PCB光板進行浸錫試驗發現個別PTH孔環表面發現局部潤濕不良現象，潤濕面積小于95%，不滿足IPC標準要求。

圖7. PCB光板PTH通孔浸錫后光學觀察典型照片

結論

結論：

①通孔拐角位置異常綠油殘留，影響了整個通孔的上錫性；

②PCB光板OSP膜存在異常污染（含有異常Cl、I元素），降低了通孔孔環及孔壁的潤濕能力。

建議：

嚴格管控PCB光板綠油涂覆工藝及OSP膜工藝質量，避免通孔拐角綠油殘留及OSP膜污染。

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