印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對(duì)失效進(jìn)行全面的理化分析，確認(rèn)失效的內(nèi)在機(jī)理，從而有針對(duì)性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測(cè)試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機(jī)理，確認(rèn)最終的失效原因，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議，防止失效的重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件可靠性。
集成電路復(fù)雜度與性能要求的持續(xù)攀升，疊加設(shè)計(jì)、制造、封裝及應(yīng)用環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致短路、開路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報(bào)廢與系統(tǒng)宕機(jī)，更常引發(fā)設(shè)計(jì)方、代工廠、封測(cè)廠與終端用戶間的責(zé)任爭(zhēng)議，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失與信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)。
高分子材料性能要求持續(xù)提升，而客戶對(duì)高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異，導(dǎo)致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā)，常引發(fā)供應(yīng)商與用戶間的責(zé)任糾紛及重大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻，對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而，設(shè)計(jì)缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當(dāng)使用等因素，極易引發(fā)疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
美信檢測(cè)以海量失效數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)優(yōu)勢(shì)，全譜系案例、復(fù)雜場(chǎng)景方案、頭部企業(yè)合作及體系化知識(shí)產(chǎn)權(quán)，各展其能。憑借百萬級(jí)失效解析積累，精準(zhǔn)洞察本質(zhì)，讓檢測(cè)報(bào)告為客戶質(zhì)量升級(jí)提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)失效歸零。
實(shí)時(shí)更新美信檢測(cè)最新資訊，包括技術(shù)、展會(huì)、活動(dòng)等動(dòng)態(tài)。我們以專業(yè)檢測(cè)為基石，為客戶定制解決方案，從源頭把控質(zhì)量，助力客戶在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功。
美信檢測(cè)一家具有國(guó)家認(rèn)可資質(zhì)的商業(yè)第三方實(shí)驗(yàn)室 我們專注于為客戶提供檢測(cè)服務(wù)、技術(shù)咨詢服務(wù)和解決方案服務(wù)，服務(wù)行業(yè)涉及電子制造、汽車電子、半導(dǎo)體、航空航天材料等領(lǐng)域。
美信檢測(cè)在深圳、蘇州和北京均建有實(shí)驗(yàn)基地，設(shè)立了多學(xué)科檢測(cè)和分析實(shí)驗(yàn)室。公司基于材料科學(xué)工程和電子可靠性工程打造工業(yè)醫(yī)院服務(wù)模式。
專業(yè)檢測(cè)網(wǎng)站，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)洞察，為投資者筑牢信任基石
致命枝晶背后：一場(chǎng)由“助焊劑殘留”引發(fā)的PCBA失效分析
發(fā)布時(shí)間： 2025-12-01 00:00
分享至：

數(shù)字智能與通信技術(shù)正飛速前行，而這些創(chuàng)新都建立在穩(wěn)定、可靠的硬件基礎(chǔ)之上。其中，作為關(guān)鍵物理載體的印制電路板組件（PCBA），其健康與可靠性更是一個(gè)至關(guān)重要且不容有失的工程命題。哪怕是一次微小的焊點(diǎn)短路，也足以讓最先進(jìn)的系統(tǒng)陷入停滯。本文將深入一起真實(shí)的“工業(yè)醫(yī)院”病例：某電梯控制板因電化學(xué)遷移導(dǎo)致焊點(diǎn)間生長(zhǎng)出“金屬枝晶”，引發(fā)信號(hào)紊亂。


通過系統(tǒng)性分析，我們構(gòu)建了本次失效的完整機(jī)理鏈：

 


一、外觀檢查與X-Ray分析

體視顯微鏡下，可清晰觀察到異常焊點(diǎn)間存在典型的枝晶形貌（圖1）。X-Ray透視結(jié)果顯示，對(duì)應(yīng)位置存在異常陰影，初步判斷為金屬物質(zhì)遷移所致（圖2）。

圖1

圖2


二、剝離分析與SEM/EDS測(cè)試

剝離異常焊點(diǎn)區(qū)域的三防漆后，對(duì)PCB側(cè)與三防漆側(cè)界面分別進(jìn)行SEM觀察與EDS成分分析。

形貌觀察：在三防漆側(cè)界面發(fā)現(xiàn)明顯的錫枝晶結(jié)構(gòu)（圖3）。

圖3

成分分析：界面遷移物及焊點(diǎn)周圍異物中均檢測(cè)到高含量的Sn元素，PCB側(cè)Sn含量高達(dá)60.5%~68.2 wt%，三防漆側(cè)局部Sn含量甚至達(dá)到93.7 wt%（表1）。證實(shí)了Sn元素的遷移是導(dǎo)致短路的原因。

表1


三、剖面分析與界面評(píng)估

對(duì)失效位置進(jìn)行切片分析，發(fā)現(xiàn)：

枝晶生長(zhǎng)于三防漆與PCB綠油之間的界面夾層中（圖4）。

圖4

焊點(diǎn)表面存在腐蝕形貌，但三防漆與引腳端部結(jié)合界面未見明顯分層，排除了外部水汽侵入的路徑。

這表明導(dǎo)致電化學(xué)遷移的水汽主要來源于三防漆涂覆前已被助焊劑殘留吸附并密封的潮氣。


四、FT-IR有機(jī)成分分析

對(duì)界面遷移異物、焊點(diǎn)周圍白色殘留物、液體助焊劑及三防漆進(jìn)行FT-IR分析。結(jié)果表明：

遷移異物與白色殘留物的有機(jī)成分譜圖與助焊劑一致（主要為松香、己二酸等）。

其譜圖與三防漆成分存在顯著差異。

由此確定，界面異物及導(dǎo)致吸濕的殘留物均來源于焊接后的助焊劑殘留。

結(jié)論

本次波峰焊點(diǎn)間的電化學(xué)遷移，根本原因在于三防漆涂覆前，焊點(diǎn)區(qū)域存在嚴(yán)重的助焊劑殘留。殘留物吸附潮氣并被三防漆密封，在電場(chǎng)作用下引發(fā)了Sn離子的遷移與枝晶生長(zhǎng)。

建議

■ 強(qiáng)化焊后清洗：建立并優(yōu)化焊接后的清洗工藝，確保徹底清除助焊劑殘留，特別是對(duì)于引腳間距較小的波峰焊點(diǎn)。建議引入離子污染度測(cè)試（如IPC TM-650 2.3.25）進(jìn)行定量監(jiān)控。

■ 嚴(yán)格控制環(huán)境濕度：在PCBA清洗、烘干及三防漆涂覆前的所有周轉(zhuǎn)和存儲(chǔ)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格控制環(huán)境濕度，防止PCBA吸潮。

■ 評(píng)估三防漆工藝：審核三防漆的涂覆厚度、覆蓋均勻性及與PCB的貼合性，確保其能有效阻隔外部環(huán)境，而非密封內(nèi)部污染物。

■ 物料體系兼容性評(píng)估：在項(xiàng)目前期，應(yīng)對(duì)助焊劑與三防漆的兼容性進(jìn)行評(píng)估，優(yōu)先選用低殘留、低腐蝕性的助焊劑體系。


本病例報(bào)告及治療方案僅對(duì)該次送檢樣本負(fù)責(zé)，旨在提供診斷思路。您的設(shè)備如有‘不適’，歡迎送至‘工業(yè)醫(yī)院’進(jìn)行專業(yè)‘體檢’。

你的生產(chǎn)線是否也曾因某個(gè)“不起眼”的細(xì)節(jié)，引發(fā)過“災(zāi)難性”的故障？評(píng)論區(qū)聊聊你的故事！

相關(guān)案例
SMT三次回流焊都通過，為何返修卻鼓包？這份報(bào)告鎖定真兇！
在 LED 電源、汽車電子等領(lǐng)域，PCB 鋁基板因出色的散熱性和機(jī)械強(qiáng)度成為核心部件。某產(chǎn)線按標(biāo)準(zhǔn)流程生產(chǎn)時(shí)，鋁基板經(jīng)過三次回流焊考驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，良率穩(wěn)定在預(yù)期范圍，未出現(xiàn)任何異常?？扇f萬沒想到，當(dāng)部分產(chǎn)品進(jìn)入返修環(huán)節(jié)（需二次高溫處理）時(shí)，局部鼓包問題突然爆發(fā)?。?！
SMT產(chǎn)線良率突降5%，AOI卻抓不到異常？元兇竟是焊點(diǎn)里的“隱形枕頭”
某SMT產(chǎn)線近期出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集板信號(hào)輸出異常，不良率上升約5%。初步排查均指向板上關(guān)鍵BGA芯片功能失常，故障現(xiàn)象清晰，但修復(fù)無從下手。
ENIG 焊盤陷阱！SMT 后 LED 頻繁掉件，AOI 都查不出的隱形殺手竟是它
某 LED 燈條產(chǎn)線采用行業(yè)主流的 ENIG（化學(xué)鍍鎳金）FPC 焊盤處理工藝，SMT 制程完成后，卻出現(xiàn)了棘手的批量失效：LED 焊點(diǎn)稍受外力就剝離、掉件，直接導(dǎo)致產(chǎn)線良率從 98% 驟降至 90%，不僅增加了返工成本，更讓即將交付的訂單陷入停滯。
告別盲目測(cè)試！5步鎖定PCBA三防漆分層真相！
在電子設(shè)備制造中，PCBA（印制電路板組件）的三防處理（防腐蝕、防潮濕、防霉菌）是保障產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的核心工序。
焊接焊點(diǎn)脫落或裂紋？！很可能是IMC“搗的鬼”！
在電子制造行業(yè)中，“焊接”是一個(gè)繞不開的關(guān)鍵工藝。隨著環(huán)保要求的提高，無鉛焊料逐漸取代了傳統(tǒng)的錫鉛焊料。然而，無鉛焊接也帶來了新的挑戰(zhàn)，其中之一就是金屬間化合物（IMC） 的形成與生長(zhǎng)問題。
攝像頭重啟幾十次？別慌！它只是有點(diǎn)"老"了...
家里攝像頭用著用著就自動(dòng)重啟，有時(shí)一天幾十次？別急著砸，它可能沒壞，只是“心臟”出了點(diǎn)年齡問題。
在線客服
業(yè)務(wù)咨詢
免費(fèi)咨詢
報(bào)告查詢
回到頂部
聯(lián)系我們
  • *姓名：
  • *聯(lián)系電話：
  • *郵箱：
  • *公司/單位/學(xué)校：
  • *所在地區(qū)：
  • *留言信息：