PCB退润湿失效分析
一、案例背景
PCB回流后出现图示芯片位置焊盘不润湿现象，目前的失效面是第二次贴装面，不良主要集中在芯片位置，具体的PIN脚无明显趋势。
二、分析过程
1、失效点外观分析
#1失效点外观图示：
#2失效点外观图示：
#3失效点外观图示：
从以上述外观检测结果中发现，不良主要集中于芯片引脚焊盘的位置。
发生严重不良的区域完全无锡润湿，表现轻微的区域有锡退润湿现象，未润湿PAD平整，存在明显助焊剂残留。
2、针对#2失效点位的表面分析
1）对三个典型PAD进行SEM分析：
图示三个典型未润湿PAD均处于完全无锡附着的状态，表面平整，有明显的助焊剂残留。
说明在回流初期，锡曾作用于这个面，但因润湿不良，出现退润湿而导致焊锡无附着。
2）对PAD上有残留物的位置进行EDS成分分析
以C元素为主（助焊剂主要成分之一），Sn、Cu占比比例约2:1。
3、对PAD上无明显残留的位置进行EDS成分分析
排除掉其他元素成分影响，表面成分以Cu、Sn组成，整体比例约40:60。
3、#1失效点切片断面分析
切片方向（第一排）
1）断面金相分析
图一 不润湿部位断面图示
图二 蚀锡、蚀铜后的断面图示
图一不润湿点焊锡主要收缩至器件后焊脚位置，延伸出来的PAD上不润湿。
通过图二可以看到未润湿位置无铜咬蚀的特征，且未润湿面基本无（单纯的）锡残留。
2）断面SEM分析
未润湿PAD表层呈现合金化状态（IMC层裸露）。
3）断面EDS分析
IMC层以Cu、Sn为主要成分，整体比例约40:60。
4、PCB芯片pad镀层厚度分析
对同周期PCB的镀层分析，为Cu+Sn（喷锡工艺），Sn的厚度Min10.22μm，Max 16.73μm，平均13.96μm。
三、分析结果
喷锡板在PCB喷锡工艺端会形成IMC，实现Sn的附着。在SMT回流焊时，已经形成的IMC厚度会增长，从而消耗掉一部分表层Sn。
从本次的失效点特征分析，可以判断导致PAD不润湿的原因是PAD表面的喷锡合金化，IMC层裸露，造成表面润湿性降低，形成润湿不良。推断PAD表面镀层合金化的原因：
1、PCB喷锡工艺存在缺陷，受热风影响喷锡不均匀，特别是芯片类小面积PAD；
2、该PCB芯片面实际回流了2次，第1次芯片面空载回流，加剧PCB上的芯片位置PAD合金化。
四、改善建议
1、PCB喷锡工艺的控制优化，小面积PAD上的Sn均匀性可以通过外观及可焊性测试进行控制检验；
2、在保障LED面焊接质量的前提下，降低整体的回流温度及时间，降低芯片面镀层合金化程度；
3、减小芯片pin脚焊接时的芯吸效应，回流温度上下温区温度差异化设定（上温区＞下温区5-10℃）。
