案例背景

　　产品在通过高低温循环试验后，在整机组装完成后的环境试验过程中出现了焊点开裂的失效现象。据此失效背景，对样品展开分析，找寻失效原因。

　　分析过程

　　#01 外观及X-RAY检测

　　#整体图示

　　#失效焊点外观图示

上方左侧焊点

下方左侧焊点

上方右侧焊点

下方右侧焊点

　　#正常焊点外观图示

　　测试结果

　　失效焊点IC上方左右两侧焊点均呈现开裂状态，下方焊点未见异常。

　　正常焊点贴片部件及IC引脚部件均未见焊点开裂。

　　#失效部件焊点X-RAY检测

0°

45°

　　测试结果

       失效焊点未呈现明显开裂状态。

　　#02

　　表面SEM/EDS分析

　　1.失效部件开裂焊点表面SEM分析　

#引脚侧

源区

　　扩展区

　　#焊盘侧

　　测试结果

　　断口表面呈粗大颗粒形貌，整体表现为疲劳老化断裂特征。

　　2.失效部件开裂焊点表面EDS分析

　　测试结果

　　失效焊点断口成分分析表明，断开位置位于引脚侧合金层与焊料间，断口处未检出异常元素。

　　#03

　　断面SEM/EDS分析

　　1.失效部件开裂焊点断面SEM分析

　　#左侧焊点位置

　　#右侧焊点位置

　　测试结果

　　对失效焊点进行断面SEM分析，发现断面存在不规则、锯齿状结构裂纹，符合老化疲劳断裂特征。

　　2.失效部件开裂焊点断面EDS分析

　　测试结果

　　断开位置位于引脚侧合金层与焊料间，断口处未检出异常元素。

　　3.失效部件正常焊点断面SEM分析

　　引脚整体焊接

　　合金层厚度

　　测试结果

　　失效部件正常焊点断面SEM分析表明，引脚侧合金层形貌连续、紧密厚度为2.60-3.13μm，焊盘侧合金层形貌连续、紧密厚度为1.17-2.33μm。

　　4.正常部件焊点断面SEM分析

　　#引脚类

　　#贴片类

　　测试结果

　　正常部件焊点润湿良好，引脚侧与焊盘侧合金层形貌连续、紧密，断面可见晶界空洞。

　　5.失效部件PCB断面SEM分析

　　对失效部件所处的PCB进行切片断面分析，观察PCB断面状态。

　　#第一个断面（左侧焊点位置）

　　#第二个断面（右侧焊点位置）

　　测试结果

　　两处断面PCB防焊层及树脂与玻纤存在开裂现象，PCB开裂位置靠近失效部件开裂处；其他位置PCB未见异常。

　　分析结果

　　不良解析

　　1、断口存在粗大颗粒状及解理台阶形貌，集中于引脚侧IMC层，并伴有不规则、锯齿状结构裂纹，符合疲劳老化断裂特征；

　　2、PCB防焊层及基材存在开裂现象，开裂位置靠近失效部件开裂处；

　　3、焊点断面焊锡间可见晶界空洞。

　　失效原因

　　综合上记分析结果，判断引起焊点开裂的原因为焊点在持续冲击及老化试验的作用下，因焊锡的蠕变作用形成疲劳裂纹，同时PCB内层基材开裂加剧了焊点区域的应力集中性，综合引起失效发生。

　　【本文转自公众号腾昕检测，转载仅供学习交流。】