IC元件短路原(yuan)因分析(xi)

作者：藍眼科技(ji)日(ri)期：2017-10-23

某PCBA在相對潮(chao)熱的環境條件下運行一段時間后(hou)出現故障，經初步分析(xi)確定是PCBA上的IC元件引腳發生了短路造成。為進(jin)一步確定IC元件短路的原因，對其(qi)進(jin)行(xing)失效分析。

1分析方(fang)法

對C元件(jian)引腳周圍的異物成進行SEM&EDS、FT-R測試，確定其(qi)成分并與廠商生產過程中(zhong)所用的輔料進(jin)行(xing)比對，最(zui)后(hou)分析(xi)IC元件失效原因。

2分析結(jie)果

2.1外觀觀察(cha)

顯微鏡下對IC元件(jian)進行觀察(cha)，可以發現，其(qi)引(yin)腳間夾雜著較(jiao)多不明異(yi)(yi)物(wu)(wu)，大致可分(fen)為黃色異(yi)(yi)物(wu)(wu)及(ji)心元件外(wai)現白色異(yi)(yi)物(wu)(wu)；兩(liang)者均將IC元件的各引腳覆蓋并連(lian)接。

2.2SEM&EDS測試(shi)

對(dui)IC原件引腳(jiao)異物進行SEM&EDS測(ce)試，白(bai)色(se)異物(wu)的主要組成元素為錫（Sn）、碳(tan)（O）、氧（O），黃色異物的主要組成元素為碳（0）、氧（O）。

2.3FT-IR測試(shi)

為分(fen)析含有(you)白色和黃色異物的(de)主(zhu)要有(you)機成分(fen)，對兩者進行FT-IR測試，并(bing)與(yu)廠商提供的(de)(de)三防(fang)漆(qi)原料、助焊劑的(de)(de)FT-IR測試結(jie)果進行比對。由(you)測試結(jie)果可(ke)知，白色異物(wu)的(de)主要(yao)有(you)機(ji)成分(fen)與三防(fang)漆相同，為聚氨酯；黃(huang)色異物(wu)的(de)主要(yao)有(you)機(ji)成分(fen)與助焊劑(ji)溶質相同，為己二酸(suan)。

3綜(zong)合分(fen)析

通(tong)過SEM&EDS測試及FT-IR測試可確定IC引腳間聚集(ji)的(de)(de)不明異物(wu)中(zhong)，白色異物(wu)含(han)有的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)錫，來源于(yu)其焊料，含(han)有的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)有機成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)聚氨酯(zhi)，來源于(yu)其所涂(tu)覆(fu)的(de)(de)三(san)防漆；黃色異物(wu)的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)己二酸，來源于(yu)其焊接時(shi)所使用(yong)的(de)(de)免(mian)清洗助焊劑。觀(guan)察IC元件可發現白(bai)色異物連(lian)續填充于各引腳(jiao)間，由(you)于白(bai)色異物的(de)主成(cheng)分為錫(xi)，可導電(dian)，故(gu)導致了IC元件短(duan)路；而覆(fu)蓋(gai)于(yu)白色異(yi)物(wu)(wu)上方的(de)(de)黃色異(yi)物(wu)(wu)為己(ji)二(er)酸(suan)，是(shi)一種有機中強(qiang)酸(suan)，作為助焊劑的(de)(de)活性(xing)成份，主(zhu)要功能是(shi)去除焊料及引腳(jiao)表面的(de)(de)氧化物(wu)(wu)，但由于(yu)己(ji)二(er)酸(suan)在潮濕的(de)(de)條(tiao)件下(xia)容易(yi)發生(sheng)電離而

顯酸(suan)性，因此當己二酸(suan)過量殘(can)留(liu)于電(dian)路(lu)板上(shang)時，潮熱(re)條件下(xia)會對板上(shang)的金屬部件造成腐(fu)蝕。

同時，白色異物(wu)(wu)的主(zhu)要有機成分為聚氨酯，正常情況下應(ying)為連續膜狀，而所觀察(cha)到白色異物(wu)(wu)卻呈粉(fen)末狀，這說明IC引腳上的(de)聚氨酯(zhi)分子(zi)量較(jiao)低，這很可(ke)能(neng)是由于(yu)在生產(chan)過(guo)程中三(san)(san)防漆(qi)固化未完全造成的(de)，而未固化完全的(de)三(san)(san)防漆(qi)三(san)(san)防能(neng)力將明顯下降(jiang)(jiang)，從而降(jiang)(jiang)低整個PCBA的耐環境應(ying)力能力。

4結論

IC元件短(duan)路是由于其引(yin)腳(jiao)(jiao)間(jian)殘留的己二酸在潮熱條(tiao)件下腐蝕(shi)了引(yin)腳(jiao)(jiao)焊料，腐蝕(shi)產(chan)物(wu)在各引(yin)腳(jiao)(jiao)間(jian)連續填(tian)充從(cong)而導致了IC元件短路。

5建(jian)議

IC元件(jian)引腳密(mi)集且具有高低拐角，這樣(yang)的結(jie)構(gou)決定(ding)了在該位置容(rong)易受(shou)熱不均(jun)、涂(tu)覆不完全(quan)和滯留焊劑(ji)，故生產過程中當密(mi)切關注IC元件引腳是(shi)(shi)否(fou)有焊劑(ji)的過量殘留、三(san)防漆是(shi)(shi)否(fou)有覆(fu)蓋完全和是(shi)(shi)否(fou)有固化完全等問題。

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