连接器虚焊失效分析 上篇

连接器虚焊失效分析　上篇

电子元器件产品中，组件与PCB虚焊是常见的一种线路故障，有两种，一种是在生产过程中的，因生产工艺不当引起的，时通时不通的不稳定状态；另外一种是电器经过长期使用，一些发热较严重的零件，其焊脚处的焊点极容易出现老化剥离现象所引起的，而且这种故障很麻烦。下面以组件与PCB虚焊为实例分析不良问题，之后大家可以触类旁通。

客户反映，生产过程中出现如上图所示的连接器部份Pin脚虚焊，不良率为千分之3.5，其中第9Pin的失效比例为80%，其余Pin脚比例为20%（主要在第8-14Pin）。PCB表面处理方式为OSP，SMT为无铅焊接，焊料为SAC305。，针对不良品进行分析，查找失效原因。

1.原因分析流程

定位孔匹配分析：

1.尺寸匹配分析。

2.定位孔切片分析

焊接状况分析：

1.Profile分析

2.NG位置焊点分析

3.Pin脚表面成分分析

4.Pin脚镀层+可焊性分析

翘曲度变形分析：

1.PCB动态翘曲度分析

2.连接器Pin脚直线度分析（室温）

3.连接器Pin脚动态翘曲度分析

4.连接器塑胶平面度分析（室温）

5.连接器塑胶平面度分析（过炉后）

6.Demo板动态翘曲度分析

2.失效分析流程

1.不良现象确认

3D显微镜观察

将虚焊的第9Pin剥离掉，观察焊盘状况。发现焊锡完全留在PCB焊盘一侧，Pin脚没有上锡。对虚焊的第11Pin切片，也证实了这种状况。

切片+填锡高度分析

切片位置示意图

翘曲度示意图

1.对NG样品做切片分析，发现Pin脚填锡高度呈现中间高两边低的趋势。

2.中间Pin脚填锡高度最高，其中第8、9、10三个Pin超过120um，第9Pin则完全open；

3.右边Pin脚填锡高度最低，仅为6-8um。左边Pin脚较低，为70-90um。

4.Pin脚填锡高度状况反映了连接器或PCB存在一定程度的翘曲。

2定位孔匹配分析-尺寸匹配性分析

尺寸量测

　                                                      尺寸量测/mm

PCB定位孔设计内径间距（图中①）为39.5mm，外径间距（图中②）为40.5mm；连接器两个定位Pin间距（图中③）均在39.9-40.1mm范围内。从表中数据可知，实际生产中的PCB定位孔尺寸在合理范围内，连接器定位Pin与PCB定位孔匹配性未发现异常。

切片分析

对NG样品焊接连接器的定位孔进行切片分析后发现，连接器Pin基本位于定位孔中部，没有与PCB孔壁接触。初步排除连接器Pin插入对PCB板定位孔挤压的影响。

3.焊接状况分析

Profile曲线

Profile回流曲线显示，焊接峰值温度为240℃，TOL回流时间68s。

NG位置焊点切片+SEM分析

对虚焊的Pin11进行切片分析，发现Pin脚完全未与焊锡接触，焊锡残留在PCB侧；

PCB侧焊点生成连续的Cu6Sn5IMC层，厚度正常(2-3um)，推断焊接热量在正常范围。

Pin脚表面SEM+EDS分析

对连接器第9Pin表面进行成份分析，未发现明显异常元素。

4.Pin脚可焊性分析—Pin脚镀层分析

切片分析

对连接器第9Pin进行切片分析，结果显示Pin脚镀层厚度约4-5um，但表面普遍分布较多细小孔洞。

沾锡能力测试

测试条件

焊锡：Sn96.5Ag3.0Cu0.5

测试温度：245 ℃

测试时间：5s

助焊剂：Flux #2

浸入角度：90°

浸入深度：0.02mm

标准：IPC/ECAJ-STD-002D

测试位置示意图

选3pcs连接器，对第9Pin进行沾锡实验，同时再任选其它两Pin进行对比：结果显示连接器Pin脚上锡能力良好。

未完待续.............

优尔鸿信四川成都检测中心成立了专业的失效分析团队，为集团各单位解决了在生产过程中出现的各类失效问题，提高了产品的质量、良率，为产品生产制造节约了大量成本，多年来，累计了丰富的失效分析经验，可提供金属材料及零部件失效分析、电子产品及零组件失效分析、高分子材料失效分析、PCB/PCBA失效分析等失效分析服务。