印制板及其组件(PCB&PCBA)是电子产品的核心部件,PCB&PCBA的可靠性直接决定了电子产品的可靠性。为了保证和提高电子产品的质量和可靠性,对失效进行全面的理化分析,确认失效的内在机理,从而有针对性地提出改善措施。
电子元器件失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象,分辨其失效模式和失效机理,确认最终的失效原因,提出改进设计和制造工艺的建议,防止失效的重复出现,提高元器件可靠性。
集成电路复杂度与性能要求的持续攀升,叠加设计、制造、封装及应用环节的潜在风险,导致短路、开路、漏电、烧毁、参数漂移等关键失效模式频发。这不仅造成昂贵的器件报废与系统宕机,更常引发设计方、代工厂、封测厂与终端用户间的责任争议,带来重大经济损失与信誉风险。
高分子材料性能要求持续提升,而客户对高要求产品及工艺的理解差异,导致断裂、开裂、腐蚀、变色等典型失效频发,常引发供应商与用户间的责任纠纷及重大经济损失。
金属构件服役环境日益苛刻,对材料性能和结构可靠性提出更高要求。然而,设计缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不当使用等因素,极易引发疲劳断裂、应力腐蚀开裂、氢脆、蠕变、磨损、过载变形等典型失效。
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IC引脚那些白色析出物是什么?PCBA漏电失效分析

发布时间: 2026-06-11 00:00
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一片看似正常的PCBA,为何会在高温高湿下"露出马脚"?

“同样的PCBA,常温测试没问题,一到高温高湿试验就漏电。反复排查后,问题指向IC引脚间那些白色析出物。”客户反馈,“我们尝试过清洗处理,但问题还是会复发。”

这些白色物质到底是什么?是腐蚀产物?还是制程残留?

为查清白色析出物的真实身份,客户提供了6片失效PCBA、2片PCB光板、1罐锡膏及3台正常成品,委托实验室做系统分析。


1.外观检查:白色异物确实存在

利用体视显微镜对异常IC引脚进行外观检查,结果如下。

  • 多个引脚间隙之间明显存在白色异物附着

  • 个别引脚外围区域也观察到类似白色异物

  • 白色异物呈不规则分布,与失效IC引脚位置高度重合

失效PCBA异常IC引脚外观检查照片

失效PCBA异常IC引脚外观检查照片

结论: 

白色异物主要分布在引脚间隙及周边区域,形态不规则,呈离散或连续分布。这一步排除了"视觉误判"的可能——白色物质客观存在,且空间分布与漏电失效位置高度相关,提示其可能与失效机理直接关联。


2.表面分析:颗粒状+结晶化形貌,检出大量Sn

为了观察异常引脚位置的形貌及成分,对异常位置表面进行SEM+EDS分析,结果如下。

  • 失效PCBA异常引脚之间及外围都发现颗粒状异常形貌,部分位置发现结晶化形貌

失效PCBA异常引脚之间SEM形貌图

失效PCBA异常引脚之间SEM形貌图

  • 颗粒状位置除含C、O元素外,还含有16.6 wt% ~ 25.2 wt%的Sn,显著高于无颗粒位置(<3.4 wt%)

  • 无颗粒位置几乎仅含C元素,Sn含量极低

  • 引脚外围个别位置检出Ba等元素,可能与基材或环境因素有关,但非白色异物主体成分

失效PCBA异常引脚之间成分测试结果(wt.%)

失效PCBA异常引脚之间成分测试结果(wt.%)

结论:

白色异物并非单纯的助焊剂有机残留,而是锡元素高度富集的反应产物,提示焊锡参与了该异物的形成过程。


3.FT-IR分析:锁定"松香"主体身份

为了确认引脚白色异物成分,利用FT-IR技术分别对引脚之间异物、引脚外围异物及锡膏熔融后残留助焊剂进行对比分析,结果如下。

  • 引脚之间及引脚外围异物与助焊剂的红外特征吸收峰高度吻合,主要成分为松香(Rosin)——锡膏助焊剂体系的主体树脂成分

异常引脚之间、引脚外围及锡膏熔融后残留助焊剂红外谱图

异常引脚之间、引脚外围及锡膏熔融后残留助焊剂红外谱图

结论:

白色异物以助焊剂残留物为有机基质,其中嵌入了含锡的结晶/颗粒状无机物,形成有机-无机复合析出物。


失效机理链:

助焊剂残留(含活性剂)

↓ 长期驻留 + 吸湿

与焊锡表面氧化物发生化学反应

生成锡盐结晶物(Sn富集)

↓ 高温高湿 + 工作电压(电场)

引脚间绝缘电阻显著降低

漏电异常 


根本原因:

引脚之间白色异物主要为助焊剂中活性成分与焊锡氧化物作用后,所生成的锡盐结晶物,此结晶物含有较高的Sn元素,在水汽及电场环境下,将存在绝缘电阻降低的风险。

改进建议:

对锡膏按照有关标准进行表面绝缘电阻(SIR)及电化学迁移(ECM)评估。

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