速看！一例典型的焊点连锡失效案例

发布时间： 2025-09-04 00:00

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速看！一例典型的焊点连锡失效案例

连锡指两个及多个焊点被焊料连接在一起，造成外观及功能上不良。结构设计缺陷、工艺不良、焊料不良等都会导致元器件出现锡珠、连锡、虚焊等失效问题，影响产品使用可靠性。

某LED 显示模组表面喷墨后高温烘烤，烘烤后出现大量锡珠，且局部列亮。

接下来将通过无损检测、表面分析、切片分析、成分分析等失效分析手段，查找模组烘烤后出现大量锡珠的原因，并提出改善建议。

1.失效复现&外观检查

对模组通电后进行失效现象确认，不良样品模组均出现列亮异常，未喷墨样品未见明显异常。

NG模组灯珠焊点周围，外观检查均发现大量锡珠存在；而未喷墨的正常样品模组灯珠焊点周围均未见明显异常。

失效复现&外观检查

图1.NG样品与未喷墨OK样品光学检查照片

2.无损检测

NG模组列亮异常灯珠焊点周围发现有大量锡珠现象，局部存在连锡异常；OK模组灯珠焊点周围未见明显异常。

无损检测

图2.NG和OK透射检查照片

3.表面分析

NG透射检查灯珠连锡异常位置剥离灯珠后，灯珠焊盘间确实存在连锡异常；未剥离灯珠边缘也可见有明显锡珠存在；焊盘处焊锡与连锡处焊锡成分均为锡铋焊料，未见明显区别。

表面分析

图3. NG连锡灯珠机械剥离后界面形貌及EDS成分结果

OK灯珠剥离后界面和未剥离灯珠周围均未见锡珠及连锡异常。

表面分析

图4.OK灯珠机械剥离后界面形貌及EDS成分结果

4.剖面分析

NG连锡处焊锡和OK正常焊点焊锡，两者均为锡铋焊料，形貌和成分均未见明显区别；油墨与阻焊层之间界面轮廓清晰，界限分明，未发现明显反应迹象。灯珠焊点焊锡高度对比显示：连锡灯珠的焊点焊锡高度为28.3µm，远低于正常样品灯珠焊点高度。

以上结果可以说明：NG连锡处焊锡来自焊点焊锡，其形成过程推测为：焊点在高温烘烤过程中熔融，被周围油墨膨胀排挤而导致连锡发生，后续对连锡形成机理进一步分析。

剖面分析

图5.NG#连锡灯珠切片后截面形貌及EDS成分谱图

剖面分析

图6.OK#灯珠焊点切片后截面形貌及EDS成分谱图

5.油墨成分分析&含水量分析

油墨EDS成分分析显示：油墨含有Si/C/O/Ti/Al元素；

油墨FTIR成分分析显示：油墨主要成分为二氧化硅填充的氨基丙烯酸树脂。

油墨成分分析&含水量分析

图7. 油墨形貌及EDS成分分析谱图

油墨成分分析&含水量分析

图8. 油墨FTIR分析谱图

对油墨中水含量进行测试，结果显示油墨中水重量百分比含量为1.38％。

6.热性能分析

6.1 熔点测试

将锡膏融成锡块后，对锡块熔点进行测试，结果如下：

1）焊锡熔点为138.3℃。

2）模拟试验：焊锡+油墨（混合比例1：1）熔点为137.5℃，与未添加油墨时焊锡熔点无明显区别，说明焊锡熔点未受到油墨的影响。

热性能分析

图9.焊锡熔点测试曲线

热性能分析

图10.焊锡+油墨（比例1：1）熔点测试曲线

6.2 油墨TG测试

参考BS EN ISO 11358-1:2014 塑料聚合物热重法（TG）第1部分：通则，对油墨TG进行测试，结果如下：

油墨质量在112.3℃-250℃之间急剧降低，说明在该温度区间，油墨发生了急剧的挥发分解反应。而焊锡熔点在137.5℃-138.3℃，油墨急剧挥发时，焊锡处于熔融状态，故焊点焊锡一定承受了来自油墨挥发及膨胀的内应力作用。

7.模拟试验

对未喷油墨模组涂抹油墨后，分别在不同温度条件下烘烤一定时长，然后对烘烤后样品进行透视检查，结果如下：

1）70℃-130℃恒温烘烤后，发现模组灯珠焊锡周围未见明显锡珠异常。

2）140℃/160℃恒温烘烤后，发现模组灯珠焊锡周围可见大量锡珠现象，不良现象与失效样品一致。

以上结果说明，烘烤温度高于焊锡熔点后，模组灯珠焊锡周围一定会有锡珠异常的产生，而温度低于焊锡熔点时，将不会产生锡珠及连锡等异常现象。

模拟试验

图11.模拟喷墨烘烤后X-Ray透射检查图片

8.总结与建议

结论：综上所述，模组发生列亮异常的直接原因为模组灯珠焊点间发生了连锡异常，而连锡产生的原因为喷墨后烘烤过程中，温度高于焊锡熔点，导致焊点焊锡熔融，而油墨在该温度下急剧挥发、膨胀，导致周围熔融焊点被排挤而出现连锡及爆锡锡珠异常。

建议：降低烘烤温度，建议按照规格书固化工艺参数进行管理。

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