正文
問:請教一下各位老師,我們使用一款74401電源芯片,QFN封裝,出廠時器件完好,交付一段時間后出現了偏移,能否幫忙判斷一下,這種是沖擊造成的撕裂,還是蠕變形成的撕裂嗎,另外焊點形貌能否看出有無返修重融過呢?
小喵:明顯重融狀態
問:@小喵 ?重融的話,開裂的焊點處會這么尖銳嗎?
陳銀:應該是沖擊造成的
芝士就是力量:怎么焊盤一邊長,一遍短
問:@芝士就是力量?器件偏移了,所以一邊焊盤露出的長,一邊焊盤露出的短,從側面(第一張圖)能很明顯的看出偏移
春暖花開:如果電路板涂覆的話,可以用藍光看下涂覆層。如果重新焊接的話涂覆層會有斷層。
問:@春暖花開?我們的三防漆無熒光
郝建:@問?只有這個器件沒點膠加固?
問:不止,大部分器件點膠加固了,這個器件比較小,就沒有點膠
郝建:看看其它沒點膠器件,有沒有一樣的現象?
問:沒有偏移的情況,這個器件比較詭異的是:
1.偏移這么嚴重,而且焊點裂開了,但是目前加電還是正常的
2.這個器件上方有個蓋板,蓋板對應位置有個散熱凸臺,凸臺高度沒設計好,凸臺直接頂到器件本體,干涉深度大約0.1mm。在這個電路板對稱的另一邊有個一模一樣的器件,它的凸臺的干涉深度約0.15mm,但是這個器件就沒有任何偏移,焊點也良好無異常
劉海光:大致要說一下器件的工作溫度、有無TCT和振動跌落試驗過、服役時間啥的。主板上還有子板模塊,焊料都缺損了、遭罪不小呢
問@劉海光 這個產品工作環境溫度-40~+60,具體工作起來芯片大約70-80℃。有振動,沒跌落,振動量級6.06隨機振動,服役時間八個月時間。
目前這個芯片單獨加電還能正常工作,所以我們推測器件底部焊料仍有連接,沒完全斷裂
另外,這個器件是散熱元器件,頂部有蓋板凸臺與器件接觸用于散熱,但是凸臺高度偏高,經測量,凸臺結構件對器件有擠壓,干涉深度約0.1mm。這個電路板上的另一邊對稱的位置有一顆一模一樣的芯片,凸臺干涉深度0.15mm,但是沒有出現偏移,焊點外觀良好,不知道這個對該器件的偏移有無影響
芝士就是力量:@問?你有出廠時的多媒體記錄沒。個人感覺,偏移的那一側焊錫是熔融狀態擠出來的鼓包吧。工作或者環境溫度能到這么高嗎?蠕變能到這個程度嗎?
問@芝士就是力量該產品沒有查到返修記錄,但是我們還是不確定,這個現象會不會和焊點重融有關
郝建:是無鉛錫膏?
問:@郝建? 用的阿爾法的有鉛焊料
郝建:正常焊接后的顏色,應該比這個亮
劉海光:要看哪個環境了、天上飛的水中游的還是陸上跑的?所有器件焊接方式?什么器件都靠414糊、要用有觸變的啊
問:這是剛出廠時的照片,相機不是位于該器件(D20)正上方拍的,但是能看到器件底部基本是緊貼絲印框,位于絲印正中央,這是現在的照片,可以看到器件底部已經不再緊貼絲印框,整體向下偏移了。補充一個側面和開裂面的照片
問:@*?@芝士就是力量?各位老師,我大概把前后情況和照片整理了一下,目前找不到原因,也不確定這種形貌是如何產生的,我們也是第一次遇到,還望各位老師指教
芝士就是力量: 熔融狀態動過,還有拉尖
問:出廠照片是相機先拍,手機對著屏幕再拍的,可能有點失真,但當時檢驗的時候還好,沒有發污發暗的情況
肖龍:這看著像是重融了
芝士就是力量:是的,至少是在熔融狀態下偏移的。
問:這里比較尖銳,感覺焊點重融的話,這個形貌是不是應該不會出現啊
芝士就是力量:你可以試下手工焊一個電阻,在焊錫快固化的時候碰到電阻,焊點出現拉尖,斷裂這種情況。個人推測,那個不是最終狀態吧?出廠的照片沒三防和點膠嗎?
問:@芝士就是力量三防點膠的時候,器件表面涂了導熱脂,照片上溢出的部分蓋住了焊點,看不出有沒有偏移了
劉海光:要測焊點溫度、有個合金熱強度的問題、不可能重熔、其它誘導因素不明需要當事人用數據說話。焊點熱疲勞引起焊點熱強度下降、多半是這個過程,下面金屬背板?
問: @劉海光電路板厚3mm,CEPGC-34F板材,類似FR4,下面的金屬是殼體,板子裝在金屬殼體里的
劉海光:3mm厚得考慮CTE z (Tg2)的影響程度了,電源在工藝過程同樣有熱管理問題
問:就是說板子受熱膨脹,也會產生造成偏移的這個外力?
劉海光:厚板兩面印焊膏、第二面會有網孔偏移現象、這說明CTE xy是歸不了位的、再說厚板散熱也慢、焊點冷卻段把控不當組織粗大也是熱應力和熱疲勞的誘因。焊點外形不好、很多在TCT過程就裂了。你那個垂直界面交匯也是個問題、兩界面的截面看上去不匹配
劉海光:這個器件手工焊接或搪過錫了?
問:這個是氣相焊接的,但是焊接完成后,我們手工對四周加錫復焊。是想增加一些爬錫高度
劉海光:城堡沒必要爬那么高、把正常形態搞壞了、重點底部焊料厚度要保證、再就是垂直交匯區熔融合金張力自然平衡。堆高焊點往往弊大于利,邊角加固用膠同樣需要有體積限制,不是底部填充膠種是禁止進入器件底部的,除非一些特殊措施。
問:這點如何理解
劉海光:陶瓷器件、底部無焊點支撐、邊角焊點很容易被過分加載了。可以參考IPC-7093、BTC類器件有圖示說明。有些通過切片的焊點組織紋理也可說明。既然焊點被重熔、溫度和時間就需要足夠、看來這里有問題了。
問:好的,謝謝各位老師的分析
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:QFN封裝,焊點出現重熔現象原因討論
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