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FPC在后续组装过程中#xff0c;连接器发生脱落。在对同批次的样品进行推力测试后#xff0c;发现连接器推力有偏小的现象。据此进行失效分析#xff0c;明确FPC连接器脱落原因。
#1、#2样品连接器脱落连接器脱落#xff1b;#3样品连接器未脱落#xff1b;…一、案例背景
FPC在后续组装过程中连接器发生脱落。在对同批次的样品进行推力测试后发现连接器推力有偏小的现象。据此进行失效分析明确FPC连接器脱落原因。
#1、#2样品连接器脱落连接器脱落#3样品连接器未脱落#4样品连接器推力OK。
二、分析过程
#1 样品
1、外观分析 测试结果剥离面呈现灰黑色表面平整有少量锡残留。 2、剥离面分析
▼ SEM分析 测试结果剥离面平整表面呈现Ni晶格状态有少量锡残留。 ▼ EDS分析 测试结果P含量为14.92%呈异常状态。 3、失效点断面分析
▼ 断面金相分析 暗场光 明场光
测试结果FPC侧焊盘表面焊锡剥离两端有焊锡残留。 ▼ 断面SEM/EDS分析
1PCB侧切片SEM分析 测试结果剥离面处于FPC富磷层富磷层厚度高达1.24μm且FPC Ni层存在贯穿性Ni腐蚀。 2FPC侧切片SEM分析 测试结果FPC残留锡位置有明显的贯穿性Ni腐蚀形成的IMC层呈现块状。部分位置IMC层偏厚富磷层厚度为0.69μm。 3FPC侧切片EDS分析 测试结果富磷层P含量为21.24%说明Ni过渡析出正常Ni层P含量为9.97%。 #2 样品
1、外观分析 #2-1 #2-2
测试结果剥离面呈现灰黑色表面平整有少量锡残留。 2、剥离面分析
▼ SEM分析 测试结果剥离面平整表面呈现Ni晶格状态仅有少量锡残留。 ▼ EDS分析 测试结果P含量为15.32%呈现异常状态。 3、失效点断面分析
▼ 断面金相分析 暗场光 明场光
测试结果PCB侧焊盘表面焊锡剥离引脚两侧有焊锡残留。 ▼ 断面SEM/EDS分析
1PCB侧切片SEM分析 测试结果FPC残留锡位置形成的IMC层呈现块状厚度严重超标。同时富磷层厚度高达1.20μmFPC Ni层存在腐蚀现象。 2局部SEM分析 测试结果剥离面处于FPC富磷层富磷层厚度为1.15μm。 3FPC侧切片EDS分析 测试结果富磷层P含量为16.27%说明Ni过渡析出正常Ni层P含量为11.37%IMC层Cu含量偏高。 4、MARK点PAD分析 ▼ 选取FPC上的一个MRAK点采用化学褪金后对其进行观察分析
1表面SEM分析 测试结果MARK点褪金后观察其表面状态有明显的Ni层腐蚀异常。 2表面EDS分析 测试结果表面P含量最大值11.33%。 3切片断面SEM分析 测试结果Ni层未见明显异常。 4断面EDS分析 测试结果Ni层P含量9.97%。 #3 样品
1、外观分析 测试结果未发现明显异常。 2、X-RAY分析 #3-1 #3-2 #3-3
测试结果#3样品焊点气泡较多图片中白色阴影为焊点 3、连接器焊点断面分析
▼ 断面金相分析 暗场光 明场光
测试结果焊接润湿性良好。 ▼ 断面SEM/EDS分析
1SEM分析 测试结果焊接IMC层呈现离散、块状、厚度大等异常。富磷层厚度远超正常0.2-0.5μm状态在0.8μm以上。 3EDS分析 测试结果富磷层P含量为12.59%正常Ni层P含量为9.18%。 #4 样品
1、外观分析 测试结果未发现明显异常。 2、X-RAY分析 #4-1 #4-2
测试结果焊点气泡较多。 3、连接器焊点断面分析 ▼ 断面SEM/EDS分析
1SEM分析 测试结果富磷层1.03μmIMC层呈现块状、超厚等现象。整体说明焊接质量存在明显的缺陷。 2EDS分析 测试结果富磷层P含量为16.04%说明Ni过渡析出正常Ni层P含量为8.51%IMC层Cu含量偏高。 三、分析结果
综合以上分析推断连接器脱落的原因为FPC镍层腐蚀及焊点强度低具体失效解析如下
① FPC镍镀层存在明显的镍腐蚀降低了焊点的连接强度
② 连接器与FPC焊接形成的富磷层在1μm左右IMC层呈现块状、离散、超厚的异常现象远超出合理范围在这种状态下焊点强度会明显降低。 四、改善建议
① 对镍腐蚀现象进行工艺控制
② 对SMT回流制程的参数进行优化使IMC及富磷层状态符合要求IMC厚度0.5-3.5μm连续、致密富磷层厚度0.2-0.5μm。 腾昕检测有话说
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