Case background

No.1 案例背景

電池FPC廠講某車載電池充電異常，經(jīng)初步分析是內(nèi)部FPC連接板接觸不良導(dǎo)致。連接板由FPC+鎳片+SMD元件+PI膜構(gòu)成，如下圖：

Analysis process

No.2 分析過(guò)程

# X-Ray檢測(cè) #

通過(guò)X-RAY檢測(cè)，可以明顯辨別出Ni片與FPC焊盤(pán)之間存在虛焊不良。而且未虛焊的點(diǎn)位均存在較大面積的焊接空洞。

#失效焊點(diǎn)的剝離表面分析#

據(jù)軟板廠所知針對(duì)異常連接點(diǎn)，將鎳片剝離后，對(duì)其表面特征進(jìn)行分析。分析發(fā)現(xiàn)：

Ni片焊接剝離面Sn為自然聚合狀態(tài)，表面光滑，無(wú)拉扯或鋸齒狀態(tài)。

FPC pad面偏灰色，表面光滑，有明顯坑狀氣泡空洞痕跡，無(wú)拉扯或鋸齒狀態(tài)。

通過(guò)SEM分析顯示，pad表面平整，結(jié)晶規(guī)則。整體呈現(xiàn)灰白色，結(jié)晶顆粒約2μm左右。

EDS分析結(jié)果顯示，pad面主要以Sn、Cu金屬成分構(gòu)成。C、Cl主要來(lái)自于剝離面的附著物，據(jù)此判斷為助焊劑殘留物。同時(shí)，Sn、Cu元素產(chǎn)生了相互熔合滲透。

剝離面外觀確認(rèn)

Ni片焊接剝離面：Sn呈自然聚合狀態(tài)，表面光滑，無(wú)拉扯或鋸齒狀態(tài)。

FPC pad焊接剝離面：斷面偏灰色，且表面光滑，有明顯坑狀氣泡空洞痕跡，無(wú)拉扯或鋸齒狀態(tài)。

剝離面SEM分析

Ni片焊接剝離面SEM圖示

左右滑動(dòng)查看圖集

FPC pad焊接剝離面SEM圖示

左右滑動(dòng)查看圖集

剝離面EDS分析

Ni片焊接剝離面的成分分析

FPC pad面焊接剝離面的成分分析

注：圖譜中的Au為電鏡分析噴涂的導(dǎo)電物。

#失效焊點(diǎn)的切片斷面分析 #

針對(duì)失效焊點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行切片斷面分析。

分析發(fā)現(xiàn)：

斷面金相分析發(fā)現(xiàn)：Sn與FPC pad分離，F(xiàn)PC pad銅面彎曲變形。焊錫呈自然的凝聚弧形狀態(tài)。從其整體狀態(tài)判斷，內(nèi)部受到了熱應(yīng)力作用即熱膨脹。

SEM分析發(fā)現(xiàn)：焊點(diǎn)斷裂面位于Sn與pad側(cè)的IMC層，斷點(diǎn)在IMC層整體貫穿。IMC層整體連續(xù)、均勻，厚度2.0μm左右，狀態(tài)良好。部分Sn面呈自然凝結(jié)弧狀。

EDS分析發(fā)現(xiàn)：pad上的IMC層以Cu、Sn構(gòu)成，重量比約為40:60，為Cu6Sn5結(jié)構(gòu)，是良性IMC。斷裂面的焊錫側(cè)為100%Sn成分，進(jìn)一步說(shuō)明斷裂面為Sn與pad側(cè)的IMC層。

Ni片側(cè)、pad側(cè)的Sn結(jié)晶狀態(tài)無(wú)明顯差異，說(shuō)明焊錫過(guò)程是同步的。

在斷面上檢出較明顯的助焊劑殘留。

切片斷面分析

切片斷面金相分析

切片斷面SEM分析

切片斷面EDS分析

#良好焊點(diǎn)的切片斷面分析#

FPC廠講有電阻焊接的焊點(diǎn)，焊接狀態(tài)良好，IMC層連續(xù)、均勻，厚度1.46μm。Ni片與pad之間無(wú)段差。

切片斷面分析

切片斷面金相分析

切片斷面SEM分析

#FPC pad與Ni片組裝結(jié)構(gòu)#

部分FPC pad相對(duì)平面有50μm-60μm的段差，即下沉，部分無(wú)段差。

工藝流程：Ni片SMT回流焊接→PI膜→SMD元件焊接，即Ni片在PI膜貼附后還要回流一次。

組裝結(jié)構(gòu)

部分FPC pad相對(duì)平面有50μm-60μm的段差，本次分析的樣件對(duì)比如下：

PI膜熱壓后，Ni片焊接部分被完全封閉，即Ni片與pad焊接部分形成完全密閉空間。