鄧勝良

（深圳市美信檢測(cè)技術(shù)股份有限公司，深圳寶安，518108）

摘要：某化鎳浸金的FPC軟板，在組裝完成后，發(fā)現(xiàn)部分焊點(diǎn)存在開(kāi)裂失效。通過(guò)外觀檢查，表面分析及剖面分析等分析手段，發(fā)現(xiàn)焊盤中鎳層存在開(kāi)裂，在焊接過(guò)程中，Cu過(guò)度的擴(kuò)散到金屬間化合物中去，嚴(yán)重降低金屬間化合物與鍍層之間的強(qiáng)度，導(dǎo)致焊點(diǎn)發(fā)生開(kāi)裂失效。

關(guān)鍵詞：焊點(diǎn)開(kāi)裂；鎳層斷裂；銅擴(kuò)散

1 案例背景

送檢樣品為某FPC板，該FPC板經(jīng)過(guò)SMT后經(jīng)輥筒測(cè)試，發(fā)現(xiàn)部分焊點(diǎn)存在開(kāi)裂失效。該P(yáng)CB板焊盤表面處理工藝為化鎳浸金。

2 分析方法簡(jiǎn)述

如圖1和2所示，失效焊點(diǎn)斷裂界面呈明顯的脆性斷口，失效焊盤鎳層存在明顯的開(kāi)裂現(xiàn)象。通過(guò)切片分析，失效焊點(diǎn)主要開(kāi)裂在IMC層與Ni層之間的界面處，失效焊點(diǎn)IMC層中Cu含量明顯高于Ni含量。

圖1 失效樣品外觀圖片
圖2 失效樣品SEM圖片
圖3 失效焊點(diǎn)的切片圖

表1. NG-3焊點(diǎn)切片EDS測(cè)試結(jié)果(Wt%)

3 分析與討論

該焊點(diǎn)失效界面為典型的銅擴(kuò)散現(xiàn)象，正常的ENIG焊盤與焊料之間形成Ni3Sn4的IMC層，Ni層作為阻擋層，阻擋Cu向焊料擴(kuò)散，亦或形成少量的（Cu，Ni）6Sn5的三元合金，當(dāng)Ni層發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，Cu會(huì)沿裂縫向焊料急劇擴(kuò)散，當(dāng)Cu大量異常的向錫鎳合金擴(kuò)散時(shí)，必然改變IMC的結(jié)構(gòu)和物理性能，其機(jī)械性能弱化，脆性增加而與Ni層的結(jié)合力減弱，在受到外力作用下，易發(fā)生開(kāi)裂失效現(xiàn)象。SMT的高溫和長(zhǎng)時(shí)間回流焊及焊盤的Ni層開(kāi)裂均有助于Cu擴(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生。

本案焊點(diǎn)失效的主要原因?yàn)樵赟MT前，焊盤的Ni鍍層存在開(kāi)裂，致使在焊接過(guò)程中Cu向IMC層大量擴(kuò)散，改變了IMC層的結(jié)構(gòu)和物料特性，致使界面機(jī)械性能嚴(yán)重下降。

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