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QFP接地虚焊分析_器件_镀层

南宫静远 2025-01-17 15:26:26 0

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某QFP器件发生不良,不良率约10%,初步判断为接地焊点可能存在虚焊征象。

No.2 剖析过程

QFP接地虚焊分析_器件_镀层 通讯

Part.1 X-Ray不雅观察0°不雅观察

倾斜45°不雅观察

解释:对样品进行X-ray检测,接地部分呈现明显的阴影雾状,可能存在虚焊问题。

Part.2 接地焊盘切片断面剖析接地焊点切片剖析图

解释:通过切片断面剖析,部品的一侧焊点有明显虚焊,焊锡与器件镀层未互熔,虚焊点两侧有明显锡添补不敷的征象。

切片断面丈量

解释:部品底部焊盘到PCB侧焊盘间隔为0.11㎜,部品底部到引脚底部的间隔为0.11㎜。

Part.3 SEM描述剖析

端子侧焊点未领悟SEM图示

解释:器件镀层和焊锡之间存在约5μm的缝隙,界面状态显示二者有浸染过,但未互熔,形成了自然状态的冷却描述。

PCB侧的IMC状态剖析SEM图示

解释:图示位置PCB侧焊锡IMC层状态,整体连续、致密,均匀厚度约在3μm旁边。

Part.4 EDS身分剖析

焊锡未领悟处身分

解释:EDS剖析结果,镀层面紧张有Sn、Cu元素,未检出非常身分。

PCB侧IMC身分

解释:PCB侧为IMC层Ni(18.52)、Sn(76.39%)、Cu(5.09%),无非常元素。

器件接地焊盘镀层身分

解释:从接地焊盘镀层的剖析判断,器件接地镀层为Sn(纯锡)。

Part.5 其他成分对焊锡的影响

器件尺寸

影响接地焊接的关键尺寸:A1 Standoff,器件接地焊盘到端子底部的间隔。

解释:上述A1尺寸的丈量结果显示,A1尺寸均靠近0.1mm。
发生虚焊产品利用的钢网厚度为0.11mm

A1尺寸的影响:

在开口面积稍大的情形下,锡膏印刷的厚度一样平常会≤0.11mm,回流后由于锡膏体积变小,会发生塌陷。

若A1尺寸偏大,则存在锡膏和接地焊盘不能充分打仗的风险。

回流温度

解释:失落效样工具品生产时采取的替代测温标本,且器件接地部分未监控温度,后续制作对应测温标本,针对接地点的温度实际测试如上图所示。
最高温度246.5℃,220℃以上韶光60s,232℃以上韶光40.5s。
从焊接温度的适宜性上判断,纵然器件镀层为纯锡,该温度也不会引起虚焊问题(液相韶光充足)。

No.3 剖析结果

失落效缘故原由剖析

综合上述检测结果,对接地虚焊的失落效缘故原由剖析如下:

1.失落效特色:焊锡与器件接地焊盘镀层虚焊,二者未互熔,虚焊点两侧有明显锡添补不敷的征象。
但从描述剖析,二者在回流过程中有相互打仗浸染,形成了凹凸状,如下图:

2.对器件关键尺寸和回流温度的剖析,器件A1尺寸靠近0.1mm,利用的钢网厚度0.11mm,存在锡膏与器件接地部分打仗不充分的隐患。

基于以上测试及剖析判断,导致器件接地焊盘虚焊的缘故原由为在器件Standoff A1尺寸偏大的情形下,钢网接地部分的厚度为0.11mm,由于回流后锡膏体积减小,形成的焊点高度可能小于0.1mm,从而使焊锡与器件接地焊盘打仗不充分,形成虚焊。

剖析验证

增加QFP接地部分的印锡厚度(利用部分阶梯钢网,0.11→0.15阶梯),进行实际的生产验证,接地部分虚焊的问题未再发生,从而证明了器件Standoff尺寸与钢网厚度匹配性关系存在隐患。

案例启迪

针对QFP封装器件,在钢网设计时,要关注器件Standoff尺寸,确定其允差范围,从钢网厚度(接地局部)上做好预防性规避方法,避免由于器件Standoff允差造成的潜在性焊接失落效。

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