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芯片焊点失效分析“破案”实录:一文看懂如何根治焊接隐患

发布日期:2025-11-26阅读量:7536
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  • 芯片焊点失效分析“破案”实录:一文看懂如何根治焊接隐患

    摘要: 产品频频无故宕机?返修率居高不下?其罪魁祸首,很可能隐藏在显微镜下那微不足道的芯片焊点之中。本文将通过华南检测的真实芯片焊点失效分析案例,带您亲历一次完整的分析过程,揭秘我们如何为众多企业精准定位故障元凶,实现质量突围。

    11.png

    一、 失效分析揭秘:小焊点如何引发大危机?

    在电子制造业,尤其是广大中小型企业中,这样的场景屡见不鲜:生产线上的直通率看似良好,但产品交付到客户端后几个月,却开始批量出现功能失效、频繁重启甚至“变砖”的严重问题。经过初步排查,焦点最终锁定在一颗核心芯片上。

    您的企业是否也正面临以下困境?

    产品在市场端出现不明原因的批量性故障,导致巨额退货与信誉损失。

    维修人员更换芯片后问题解决,但根本原因不明,隐患始终悬在心头。

    内部技术团队缺乏专业失效分析手段,问题分析陷入僵局。

    面对这些棘手难题,失效分析就成了拨开迷雾、斩断病根的关键第一步。作为专业的失效分析检测机构,华南检测中心每日都会接到各类元器件失效分析的紧急委托。下面,我们就通过一个真实案例,为您揭开芯片焊点失效分析的神秘面纱。

    失效分析实验室

    二、 芯片焊点失效分析实战:六步锁定真凶

    某客户送修一款用于智能终端产品的核心主板,反馈其主控芯片在测试中功能异常。我们的芯片失效分析工程师团队立即启动了标准化的分析流程。

    芯片失效分析工程师团队

    第一步:失效分析之外观检查——寻找蛛丝马迹

    将故障品置于高倍光学显微镜分析下,我们迅速发现了关键线索:芯片第4引脚周围存在明显的碳黑痕迹。这通常意味着该位置曾经历过高温或瞬间的电弧击穿,为我们指明了重点调查方向。

    NG品芯片整体图和放大位置

    第二步:失效分析之电特性测试——验证电气异常

    通过对故障芯片各引脚进行阻值测量,数据显示第4引脚对地阻值已呈异常高阻态,远高于正常规格值。这证实了该引脚所在的电气通路已经开路,与外观检查的发现完美吻合。

    NG品芯片阻值测量

    第三步:失效分析之CT扫描——透视内部结构

    为了不破坏样品的前提下看清内部,我们动用了工业CT扫描进行“无创透视”。扫描结果触目惊心:第4引脚焊盘下方的锡膏已经粉碎性开裂。这意味着焊点的物理连接已彻底失效,这是导致电路开路的直接证据。

    NG品芯片切层图和切层放大

    第四步:失效分析之切片分析——直击微观病灶

    “手术刀”终于落下。我们对失效焊点进行了精密切片制样,在显微镜下,其内部病灶一览无余:焊点内部存在大量空洞,结构极为疏松。这样的焊点强度极差,在温度变化或振动应力下极易开裂。

    NG品焊点切片整体图

    NG品焊点切片局部放大图

    第五步:失效分析之SEM/EDS分析——终极成分审判

    这是失效分析中具说服力的环节。通过扫描电镜(SEM)观察,我们发现失效焊点的界面金属间化合物(IMC)层厚度严重超标,远超1-4μm的正常范围。过厚的IMC层会变得脆如饼干,是开裂的诱因之一。

    NG品和OK品焊点EDS检测结果

    更重要的是,能谱仪(EDS)的成分分析给出了“铁证”:

    NG焊点:检测出异常高的碳(C)、氧(O) 元素,并含有铝(Al)、硅(Si) 等污染物,而有效的锡(Sn) 元素含量偏低。

    OK焊点:成分纯净,主要为锡(Sn)和铜(Cu)。

    OK品和NG品的焊点SEM图片

    OK品焊点EDS谱图

    NG品焊点EDS谱图

    最终判决:

    焊接工艺异常:过厚的IMC层指向了回流焊温度过高或时间过长,导致焊料合金过度反应,组织疏松。

    焊盘污染/助焊剂问题:异常的C、O及Al、Si元素表明焊盘表面存在污染或助焊剂活性不足,导致润湿不良,形成大量空洞。

    OK品焊点IMC厚度SEM图

    NG品焊点IMC厚度SEM图

    三、 从失效分析到质量提升:华南检测助您实现质量闭环

    至此,真相大白。我们为客户提供的不仅是一份详尽的芯片焊点失效分析报告,更是一份清晰的“工艺改善路线图”。客户根据我们的建议,调整了回流焊炉温曲线,并加强了PCB来料的清洁度控制,最终成功解决了该型号产品的批量性隐患。

    作为大湾区内权威的失效分析检测机构,华南检测中心拥有:

    一站式分析平台:从OM、X-Ray到CT、切片、SEM/EDS,设备齐全,让您无需辗转。

    专业专家团队:工程师均具备多年元器件失效分析经验,能精准解读数据,提供深层次见解。

    高效服务流程:我们深刻理解企业面对质量危机时对时间的敏感性,承诺提供快速、精准的分析服务。

    广东省华南检测技术有限公司:https://www.gdhnjc.com/

    华南检测CMA和CNAS资质

    结语

    一颗微小的焊点,足以撼动整个产品的可靠性。当您再次面临棘手的芯片失效分析难题时,请不必独自困扰。专业的失效分析,是连接“故障现象”与“根治方案”之间的桥梁。

    立即行动,杜绝隐患!

    如果您正被类似的产品失效问题所困扰,欢迎访问广东省华南检测技术有限公司官网与我们取得联系。让华南检测成为您可靠的质量守护者!

    广东省华南检测技术有限公司


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