化金板润湿不良失效分析
一、案例背景
某电路板发生不良，初步判断为PCB焊盘拒焊，器件和焊盘间未形成有效的连接所导致。
二、分析过程
外观分析
# 样品1：
# 样品2：
针对不良外观进行初步分析，发现不良位置主要呈现PCB焊盘拒焊的现象，锡聚集于pin脚位置，说明PCB焊盘是影响焊锡的主要因素。
#样品1未印刷锡膏位置（TP点）焊盘与P板（未SMT实装）同样位置的外观比较：
从图示两个位置可见，不良基板检测TP点焊盘有明显异色，未实装TP点焊盘有点状“麻点”，从整体观察，焊盘存在氧化的可能性。
2、表面SEM/EDS分析
# 样品1未焊锡点Q2 SEM分析：
# 样品1未焊锡点Q2 EDS分析：
焊盘上无明显异物附着，Ni(镍)层有大面积开裂的现象。EDS分析发现无异常元素存在，可排除外部酸性物质腐蚀作用导致焊盘可焊性异常。
3、断面切片分析
# R45断面金相分析：
焊接空洞比（长方向）:160/238=67.17%
# R46断面金相分析：
两端焊接均有明显润湿，但存在焊接空洞，如下：
焊接空洞比（长方向）:124/238=52%
焊接空洞比（长方向）:129/238=54.1%
从以上断面金相分析可见，最大焊接空洞导致电极底部67.17%未焊锡，说明样品在焊接方面存在缺陷。
# R46断面SEM分析：
# R46断面EDS分析：
通过切片SEM分析发现，IMC层厚度达到5μm以上，超出常规IMC层可靠性要求（可接受范围1.5-4.5μm）；EDS分析无异常元素。
4、褪金后Ni层SEM分析
采用褪金化学药水将#样品2 PCB焊盘表面金层去掉，对显露出的Ni层进行分析。
Ni层有大面积的Ni缝、Ni针孔。
采用褪金化学药水将同周期PCB焊盘表面金层去掉，对Ni层进行分析。
Ni层有大面积的Ni针孔及轻微的Ni缝现象，说明PCB在化镍过程中有异常。
三、分析结果
综合上述检测结果，对造成PCB焊盘拒焊的失效原因分析如下：
1、通过切片及SEM分析，发现与焊接工艺相关的焊接空洞、IMC厚度异常两个问题较为突出；
2、PCBA样品与同周期PCB的Ni面均有明显的、大面积的Ni针孔及Ni腐蚀现象
基于以上测试和判断，导致PCB焊盘拒焊的原因为PCB Ni层存在大量针孔及Ni腐蚀现象，造成有机物残留以及Ni氧化问题，导致Au面污染，从而引起PCB焊盘拒焊。
四、改善建议
1、对PCB化镍制程进行改善；
2、对SMT工艺进行优化，解决焊接空洞以及IMC超厚问题，采用RTS曲线（升温-回流-降温线性曲线），在温度设定范围内（如下图），进行回流温度的调整及管制；
3、对PCB焊盘可焊性进行抽样检测。
