鄧勝良

（深圳市美信檢測技術(shù)股份有限公司，深圳寶安，518108）

摘要：某化鎳浸金的FPC軟板，在組裝完成后，發(fā)現(xiàn)部分焊點存在開裂失效。通過外觀檢查，表面分析及剖面分析等分析手段，發(fā)現(xiàn)焊盤中鎳層存在開裂，在焊接過程中，Cu過度的擴(kuò)散到金屬間化合物中去，嚴(yán)重降低金屬間化合物與鍍層之間的強(qiáng)度，導(dǎo)致焊點發(fā)生開裂失效。

關(guān)鍵詞：焊點開裂；鎳層斷裂；銅擴(kuò)散

1 案例背景

送檢樣品為某FPC板，該FPC板經(jīng)過SMT后經(jīng)輥筒測試，發(fā)現(xiàn)部分焊點存在開裂失效。該PCB板焊盤表面處理工藝為化鎳浸金。

2 分析方法簡述

如圖1和2所示，失效焊點斷裂界面呈明顯的脆性斷口，失效焊盤鎳層存在明顯的開裂現(xiàn)象。通過切片分析，失效焊點主要開裂在IMC層與Ni層之間的界面處，失效焊點IMC層中Cu含量明顯高于Ni含量。

圖1 失效樣品外觀圖片
圖2 失效樣品SEM圖片
圖3 失效焊點的切片圖

表1. NG-3焊點切片EDS測試結(jié)果(Wt%)

3 分析與討論

該焊點失效界面為典型的銅擴(kuò)散現(xiàn)象，正常的ENIG焊盤與焊料之間形成Ni3Sn4的IMC層，Ni層作為阻擋層，阻擋Cu向焊料擴(kuò)散，亦或形成少量的（Cu，Ni）6Sn5的三元合金，當(dāng)Ni層發(fā)生開裂時，Cu會沿裂縫向焊料急劇擴(kuò)散，當(dāng)Cu大量異常的向錫鎳合金擴(kuò)散時，必然改變IMC的結(jié)構(gòu)和物理性能，其機(jī)械性能弱化，脆性增加而與Ni層的結(jié)合力減弱，在受到外力作用下，易發(fā)生開裂失效現(xiàn)象。SMT的高溫和長時間回流焊及焊盤的Ni層開裂均有助于Cu擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生。

本案焊點失效的主要原因為在SMT前，焊盤的Ni鍍層存在開裂，致使在焊接過程中Cu向IMC層大量擴(kuò)散，改變了IMC層的結(jié)構(gòu)和物料特性，致使界面機(jī)械性能嚴(yán)重下降。

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

MTT（美信檢測）是一家從事材料及零部件品質(zhì)檢驗、鑒定、認(rèn)證及失效分析服務(wù)的第三方實驗室，網(wǎng)址：www.baoxiande.cn，聯(lián)系電話：400-850-4050。