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以下為一例化學(xué)鍍鎳/浸金表面處理PCBA可焊性不良的分析案例，根據(jù)反饋的不良信息，展開如下分析：

某型號化學(xué)鍍鎳/浸金表面處理工藝的剛撓板在貼裝時出現(xiàn)可焊性不良的現(xiàn)象，其外觀如圖1所示：

圖1 不良PCBA外觀圖

由圖1可知，PCBA焊盤局部不潤濕，呈現(xiàn)“金不溶”現(xiàn)象。

采用X-Ray測厚儀，對同周期裸板焊盤進(jìn)行測試，實(shí)測金厚、鎳厚結(jié)果如表1所示：

表1 金、鎳厚數(shù)據(jù)（單位：μm）

如表1所示，同周期裸板焊盤實(shí)測平均金厚0.051μm，平均鎳厚6.173μm，均滿足客戶工藝要求。

通過立體顯微鏡觀察不良板焊盤表面形貌，如下圖2所示：

圖2 不良PCBA失效位置

通過立體顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，不良焊盤表面焊料均朝同一方向偏移，且未能在焊盤上完全鋪展，不良焊盤局部不潤濕仍呈金色，出現(xiàn) “金不溶”現(xiàn)象。

3.1 原因分析故障樹

根據(jù)客戶反饋的信息和失效點(diǎn)位置確認(rèn)的情況，可將該案例的可焊性不良原因分析用圖3的故障樹表示。

圖3 可焊性不良原因故障樹

3.2 原因分析

3.2.1 PCB焊盤質(zhì)量

3.2.1.1 鎳金厚測量

經(jīng)X-Ray測厚儀，如上表1所示，同周期裸板焊盤實(shí)測平均金厚0.051μm，滿足工藝要求金厚≥0.05μm，平均鎳厚6.173μm，滿足工藝要求鎳厚3~8μm。

3.2.1.2 焊盤表面形貌和元素分析

通過掃描電子顯微鏡和X射線能譜儀觀察PCBA的不良焊盤，分析其微觀形貌和元素分布，結(jié)果如圖4所示：

圖4 不良焊盤微觀形貌觀察、元素分析

由上圖4可知，PCBA不良焊盤表面形貌正常，無劃傷，元素分析未發(fā)現(xiàn)異常特征元素，表明焊盤表面無污染。

3.2.1.3 PCBA不良焊盤截面形貌與IMC形貌

對不良PCBA進(jìn)行顯微剖切，通過掃描電子顯微鏡觀察其不良焊盤截面形貌與IMC形貌，結(jié)果如圖5所示：

圖5 不良焊盤截面形貌與IMC形貌

由上圖5可知，不良焊盤的焊料邊緣潤濕角為銳角，IMC連續(xù)均勻，厚度為3.71μm，且焊盤無鎳腐蝕現(xiàn)象。

3.2.2 貼裝條件異常

3.2.2.1 錫膏印刷偏位分析

在貼裝過程中，錫膏印刷偏位會導(dǎo)致錫量不足，進(jìn)而使得在回流過程中焊料不足以在焊盤上完全鋪展開?，F(xiàn)通過立體顯微鏡對不良PCBA焊盤上焊料的偏位距離進(jìn)行測量，結(jié)果如圖6所示：

圖6 PCBA上錫不良位置形貌觀察

表2 偏位距離測量數(shù)據(jù)（單位：μm）

由上圖6與表2可知，PCBA上錫不良區(qū)域焊料均朝同一方向偏移，偏位距離大致相等，平均偏位距離為75μm。

根據(jù)以上原因分析，該板焊盤質(zhì)量正常，焊料有朝同一方向偏移的現(xiàn)象。貼裝時錫膏印刷偏位，會導(dǎo)致焊盤表面錫量不足，使得在回流過程中焊料不足以在焊盤上完全鋪展開，從而出現(xiàn)“金不溶”現(xiàn)象。

對同周期裸板進(jìn)行浸錫試驗，進(jìn)一步確認(rèn)是否為焊盤質(zhì)量導(dǎo)致的可焊性不良。

浸錫試驗條件：焊料：Sn96.5Ag3.0Cu0.5；焊接溫度：255℃；焊接時間：10±0.5s；助焊劑：2#標(biāo)準(zhǔn)助焊劑（松香：25%，異丙醇：74.61%，二乙胺鹽酸鹽：0.39%）。

浸錫前后外觀如圖7所示，焊盤上錫飽滿，未出現(xiàn)客戶反饋的焊盤不潤濕的現(xiàn)象。由此說明，該案例的可焊性不良并非由焊盤質(zhì)量問題引起的。

圖7 不良焊盤浸錫結(jié)果

（1） 同周期裸板焊盤實(shí)測鍍層厚度均滿足客戶工藝要求；不良焊盤表面形貌正常，無劃傷，無鎳腐蝕，焊盤表面無污染；焊料邊緣呈現(xiàn)銳角，IMC連續(xù)均勻，說明PCB焊盤上錫良好的位置，錫料與焊接基底鎳層之間形成了良好的焊接，而出現(xiàn)“金不溶”位置的焊盤可能是由于錫料未鋪展所導(dǎo)致；

（2） 由立體顯微鏡觀察與測量可知，PCBA上錫不良區(qū)域焊料均朝同一方向偏移，偏位距離大致相等，平均偏位距離為75μm，存在錫膏印刷偏位現(xiàn)象；

（3） 取同周期裸板浸錫試驗，焊盤上錫飽滿，無不潤濕現(xiàn)象，進(jìn)一步說明焊盤可焊性良好，而錫料印刷偏位會導(dǎo)致焊盤上錫量不足，回流焊過程中，錫膏不能完全鋪展到焊盤表面，從而導(dǎo)致金面不潤濕的可焊性不良現(xiàn)象。

該化學(xué)鍍鎳/浸金表面處理工藝的剛撓板焊盤可焊性良好，但由于貼裝時錫膏印刷偏位，導(dǎo)致在回流過程中焊盤表面錫量不足以在焊盤上完全鋪展開，從而出現(xiàn)不潤濕的現(xiàn)象。