電感焊端鍍層合金化虛焊失效分析

一、案例背景

說(shuō)明：PCBA組裝后功能測(cè)試不良，初步判斷為電感虛焊導(dǎo)致。

二、分析過(guò)程

（一）外觀分析

A面異常點(diǎn)

B面異常點(diǎn)

說(shuō)明：外觀分析可見，電感整體呈傾斜狀態(tài)。其中一焊端有錫珠附著，并存在疑似虛焊的現(xiàn)象。

（二）切片斷面分析

明場(chǎng)光圖示

暗場(chǎng)光圖示

說(shuō)明：通過(guò)切片斷面分析，有錫珠的一側(cè)焊點(diǎn)有明顯虛焊，焊錫與電感焊端未潤(rùn)濕。

（三）SEM及EDS分析

SEM分析

說(shuō)明：據(jù)電感斷面的整體SEM圖示，錫在PCB焊盤上有聚集性，電感焊端無(wú)明顯的焊錫潤(rùn)濕。

觀測(cè)位置1

說(shuō)明：圖示位置為PCB側(cè)焊錫IMC層狀態(tài)，厚度為2-3μm，整體連續(xù)性良好。

觀測(cè)位置2

說(shuō)明：圖示位置為PCB及電感側(cè)，均有完整的合金層（IMC）存在。

觀測(cè)位置3

說(shuō)明：圖示位置為焊錫與PCB接觸面，潤(rùn)濕良好，電感側(cè)未潤(rùn)濕。

觀測(cè)位置4

說(shuō)明：圖示為未焊錫電感側(cè)，合金層（IMC）均處于裸露狀態(tài)，即合金層上無(wú)Sn附著。依據(jù)其狀態(tài)判斷，它是電感本身鍍層形成的合金層。

（四）EDS分析

說(shuō)明：通過(guò)EDS分析，PCB側(cè)IMC層以Sn、Ni元素為主；電感側(cè)IMC層Cu（63.33%）、Sn（36.67%），從占比分析其為Cu6Sn5結(jié)構(gòu)。

三、分析結(jié)果

根據(jù)上述分析結(jié)果判斷，電感焊端與焊錫完全未潤(rùn)濕，形成虛焊。電感焊端（Cu鍍Sn）鍍層（Sn）合金化，形成IMC層，因?yàn)殄a銅合金層（IMC）本身具有高熔點(diǎn)，可焊性低的特點(diǎn)，與焊錫無(wú)法兼容，在正常回流焊溫度下，易發(fā)生虛焊失效。

四、改善方案

電感鍍層合金化是電感虛焊發(fā)生的主要原因，因此建議從電感鍍層工藝進(jìn)行改善，如鍍層厚度及鍍層均勻性。

新陽(yáng)檢測(cè)中心有話說(shuō)：

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審核編輯 黃昊宇