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锡须:我要悄悄生长 ,然后惊艳所有人!
引言
某遥控器在应用端使用一两个月后发生失效,经初步排查,为内部pcba中某连接器pin脚之间发生短路现象,在失效pin脚之间发现异物,该pin脚为镀镍镀锡工艺,现对其进行失效分析,查找失效原因。
测试分析
1 电性能检测
对ng pcba中失效位置的pin脚进行阻值测试,并与ok pcba相同位置进行对比发现ng pcba中客户标准位置pin脚之间电阻值均存在较小,与失效现象一致。由连接器的电气原理图可知,失效基本均发生在通电引脚与gnd引脚之间。
2 外观检查
外观放大观察,发现ng pcba的失效pin脚间均有细丝状异物存在,且异物均在连接器上pin脚的非焊接端裸露位置;ok pcba pin脚之间未发现明显异物。结合电测试验结果,初步怀疑为失效引脚之间丝状异物导致引脚短路。
图3 ng pcba典型外观图片
图4 ok pcba典型外观图片
3 表面分析
利用sem eds对失效pin脚之间异物进行分析,ng pcba失效pin脚间发现丝状异物为pin脚生长出的产物,且部分异物表面呈挤压状条纹;eds成分分析结果表明,主要成分为sn元素,丝状异物为锡须。
图5 ng pcba失效位置sem图片
图6 ng pcba失效位置sem图
表1 ng pcba失效位置eds结果(wt%)
4 镀层分析
对ng pcba中失效连接器和正常连接器、裸连接器分别进行制作切片,对比观察pin脚的镀层情况,结果如下:
(1)发现裸连接器中,pin脚的锡镀层厚度均匀,基本在2μm以上,满足客户规范要求,镍层厚度略微存在差异;
(2)失效pin脚和正常pin脚中,由于经过高温回流,表面锡镀层会存在流动现象,不同位置的锡厚差异较大,局部较薄,未发现明显规律性。
图7 裸连接器pin脚切片截面2镀层sem图片
图8 ng pcba失效连器件pin3~4表面镀层sem图片
结论
导致连接器短路失效的直接原因为连接器pin脚之间存在锡须,而导致锡须生长主要与pin脚锡镀层内应力相关,锡镀层发生流动、锡镀层厚度不均匀以及imc层生长均会导致锡镀层内应力变大。
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