1 分析方法

对IC元件引脚周围的异物成进行SEM&EDS、FT-IR测试，确定其成分并与厂商生产过程中所用的辅料进行比对，最后分析IC元件失效原因。

 

2 分析结果

2.1 外观观察

显微镜下对IC元件进行观察（见图1），可以发现其引脚间夹杂着较多不明异物，大致可分为黄色异物及白色异物；两者均将IC元件的各引脚覆盖并连接。

图1 IC元件外观

Fig.1 Appearance of IC Component

 

图2白色异物的SEM&EDS测试结果

Fig.2 SEM&EDS Test Result of the White Contamination

图3黄色异物的SEM&EDS测试结果

Fig.3 SEM&EDS Test Result of the Yellow Contamination

2.2 SEM&EDS测试

对IC原件引脚异物进行SEM&EDS测试，测试结果详见图2~图3。由测试结果可知，白色异物的主要组成元素为锡（Sn）、碳（O）、氧（O），黄色异物的主要组成元素为碳（O）、氧（O）。

图4 白色异物与三防漆的FT-IR结果

Fig.4 FT-IR Result of White Contamination and Conformal Coating

图5聚氨酯与三防漆的FT-IR结果

Fig.5 FT-IR Result of Polyurethane and Conformal Coating

图6黄色异物与助焊剂的FT-IR结果

Fig.6 FT-IR Result of Yellow Contamination and Flux

图7己二酸与助焊剂的FT-IR结果

Fig.7 FT-IR Result of Hexane Acid and Flux

2.3 FT-IR测试

为分析含有白色和黄色异物的主要有机成分，对两者进行FT-IR测试，并与厂商提供的三防漆原料、助焊剂的FT-IR测试结果进行比对，比对结果详见图4~图7。由测试结果可知，白色异物的主要有机成分与三防漆相同，为聚氨酯；黄色异物的主要有机成分与助焊剂溶质相同，为己二酸。

 

3 综合分析

通过SEM&EDS测试及FT-IR测试可确定IC引脚间聚集的不明异物中，白色异物含有的主要成分为锡，来源于其焊料，含有的主要有机成分为聚氨酯，来源于其所涂覆的三防漆；黄色异物的主要成分为己二酸，来源于其焊接时所使用的免清洗助焊剂。

观察IC元件可发现白色异物连续填充于各引脚间，由于白色异物的主成分为锡，可导电，故导致了IC元件短路；而覆盖于白色异物上方的黄色异物为己二酸，是一种有机中强酸，作为助焊剂的活性成份，主要功能是去除焊料及引脚表面的氧化物，但由于己二酸在潮湿的条件下容易发生电离而显酸性，因此当己二酸过量残留于电路板上时，潮热条件下会对板上的金属部件造成腐蚀。

同时，白色异物的主要有机成分为聚氨酯，正常情况下应为连续膜状，而所观察到白色异物却呈粉末状，这说明IC引脚上的聚氨酯分子量较低，这很可能是由于在生产过程中三防漆固化未完全造成的，而未固化完全的三防漆三防能力将明显下降，从而降低整个PCBA的耐环境应力能力。

 

4 结论

IC元件短路是由于其引脚间残留的己二酸在潮热条件下腐蚀了引脚焊料，腐蚀产物在各引脚间连续填充从而导致了IC元件短路。

 

5 建议

IC元件引脚密集且具有高低拐角，这样的结构决定了在该位置容易受热不均、涂覆不完全和滞留焊剂，故生产过程中当密切关注IC元件引脚是否有焊剂的过量残留、三防漆是否有覆盖完全和是否有固化完全等问题。