Delamination
2.FCOB倒装焊点空洞以及 微裂纹分析
利用高频超声波在材料不连续界面上反射产生的位相及振幅变化来成像
3.5 红外热相分析 IR－Thermal Image
失效定位 模式判定 1.PCBA温度分布分析 2.模块温度分布分析 （温度过高、过低部位的 焊点往往是虚焊或开路）
3.6 红外显微镜分析 FT－IR Microscopy
slg
sgs
Gas 气相
q
sls
solder Pad(Device PCB)
1.4 PCBA焊点的主要失效机理（1）
Solder Joint Stress / Strain from Thermal Cycles
1.4 PCBA焊点的主要失效机理（2）
Solder Joint Stress / Strain from Vibration
1.2 PCBA焊点的主要失效模式
主要失效模式
假 焊 虚 焊
机 械 强 度 低
疲 劳 寿 命 低
腐 蚀
其 他
1.3 PCBA焊点形成过程与影响因素
焊点形成的基本过程 润湿
扩散 冶金化
最关键步骤，影响因素：PCB、 元器件、焊料、焊剂设备、 工艺参数
焊接温度、焊接时间、冷却时间
焊接温度、焊接时间
1.3.1 焊点形成的关键－润湿过程分析
失效原因
分析 1.焊点表面（有机） 污染物分析（分析腐 蚀失效原因） 2.可焊性不良的焊盘 表面有机污染物分析 （分析焊点开路或虚 焊的深层次原因）
金手指有机沾污
3.7 能谱与扫描电镜分析 EDX& SEM
失效原因分析 1.焊点金相组织观察 与成分分析 2.可焊性不良的焊盘 表面污染物分析 （分析焊点开路或虚 焊的深层次原因）
主要设备：Feinfocus X-ray Inspection System : FXS-160.40 3DX检测，分辨率 ～1微米
3.2.1 X－ray Inspection失效定位举例－开路
x x
x x
x
µBGA:高放大倍率下双精度斜面观察. 开路的焊接点（X）
3.2.2 X－Ray Inspection失效定位举例－桥联
2.0 失效分析的基本方法与程序（1）
报 告
失效定位
失效机理分析
失效原因分析
无损分析
破坏性分析
收集分析与失效有关的文件资料及背景材料 在立体显微镜下检查PCBA，记录任何异常现象（可疑的焊点、机械损伤、 变色、污染或腐蚀等） 从电性能的角度确定失效以及失效的部位 普通显微镜观察不到的部位，通常需要X射线透视检查
1.5 PCBA焊点的主要失效原因分析
1.元器件引脚不良 主 要 失 效 原 因 2.PCB焊盘不良
镀层、污染、氧化、共面 镀层、污染、氧化、翘曲 组成、杂质超标、氧化
3.焊料质量缺陷
4.焊剂质量缺陷
低助焊性、高腐蚀、低SIR 设计、控制、设备 胶粘剂、清洗剂
5.工艺参数控制缺陷
6.其它辅助材料缺陷
3.1 外观检查 Visual Inspection
1.润湿角 2.失效部位 3.批次或个别 4.焊点表面颜色
主要工具：立体显微镜、金相显微镜、光学显微镜
失效ay Inspection
1.焊点内部缺陷检查
失效定位 模式判定
2.通孔内部缺陷 3.密集封装BGA、CSP缺陷焊点定位 4.PCB缺陷定位
2.0 失效分析的基本方法与程序（2）
与线路板相关的失效一般作破坏性的金相切片分析，寻找失效根源
与元器件相关的失效通常需要开封分析与切片分析 而与污染、腐蚀导致的失效通常无需开封与切片分析 SEM/EDS分析进一步确认失效的根源，元素分析可以揭示化学与材料的影响因 素 FT－IR显微镜确证导致污染或腐蚀失效的污染物的组成及其来源 综合分析各分析结果与背景材料，形成初步结论 进行必要的验证试验（如元器件与PCB的可焊性测试等）
形成最终结论，编制报告
2.1 PCBA焊点失效分析的注意事项 不要随意回流那些可疑失效元器件的焊点 不要使用机械或电气的探头企图拟合开路 的焊点与PCB通孔 不要污染或损伤样品
－－－保护现场！！！
3.0 焊点失效分析技术
1.外观检查 Visual Inspection 2.X射线透视检查 X－Ray Inspection 3.金相切片分析 Microsection Inspection 4.扫描超声显微镜检查 C－SAM Inspection 5.红外热相分析 IR－Thermal Image 6.红外显微镜分析 FT－IR Microscopy 7.能谱与扫描电镜分析 EDX& SEM 8.染色与渗透检测技术Dye & Pry Testing
第1排
材料： 环氧树脂、蚀刻液、抛光 膏
依据：IPC－TM－650 2.1.1
3.3.1 金相切片分析举例（1）
3.3.1 金相切片分析举例（2）
BGA焊点失效
金属化孔失效
3.3.1 金相切片分析举例（2）
3.4 扫描超声显微镜检查
C－SAM Inspection
失效定位
模式判定 1.无铅工艺制程中元器件 封装内部缺陷（分层、空 洞、裂纹）检查
x
x
x
x
A BGA 1020 (32x32)
自动标识焊接连桥
3.2.3 X－Ray Inspection失效定位举例－润湿不良
x
x
x
x
x
多样的隆起直径和差的浸润
3.3 金相切片分析 Microsection Inspection 方法与步骤 取样 镶嵌 切片 抛磨 腐蚀 观察
仪器设备：取样机（或慢锯）、 抛磨机、金相显微镜
焊点失效分析技术及案例
1.0 PCBA焊点可靠性的位置与作用
电子电 器核心
PCBA (Printed Circuit Board Assembly 印制电路组件 )
焊 点 可 靠 性
互连可靠性 （压 其接 它绑 ）定
PCB 可 靠 性
可元 靠器 性件
1.1 导致PCBA互连失效的主要的环境原因
Source: U.S. Air Force Avionics Integrity Program
FPC－pad镍镀层开裂分析 EDX SEM
Ni 层
3.8 染色与渗透检测技术Dye & Pry Testing
方法与步骤 取样（BGA）