PCB上发生的离子迁移失效案例

PCB上发生的离子迁移失效案例编写：吴武生一、背景客户抱怨某汽车产品有11台按键无作用通过现场分析，确认按键失效，对地测量有阻值，断电切割线路后微短现象消失，初步怀疑放静电焊盘位置有助焊剂残留。放静电焊盘失效区域二、不良品分析前面省略锁定失效位置的分析，在对放静电焊盘位置进行EDS分析确定残留物前，我司先将背面铜箔剥掉，使用显微镜再次确认放静电焊盘之间是否有残留物，图片如下：未剥铜前显微镜检查剥铜后显微镜检查图中发亮的区域是两个焊盘间的基材区，在显微镜下明显可以观察到残留物，下一步针对该物质做SEM&EDS分析；三、不良品SEM&EDS分析---测试区域测试区域SEM图：测试区域基本覆盖整条残留物三、不良品SEM&EDS分析---测试区域1测试区域1测试结果：枝蔓状残留物的主要元素有碳，氧，溴，氯，硫，银等三、不良品SEM&EDS分析---测试区域2测试区域2测试结果：枝蔓状残留物的主要元素有碳，氧，溴，氯，硫，银等；其中第2点分析位置处于焊盘区域，主要元素有碳，氧，铜，银，属于正常元素分布。四、不良品SEM&EDS分析总结从SEM&EDS分析结果看，两个放静电焊盘之间有枝蔓状的残留物残留，并且残留物主要元素为碳，氧，溴，氯，硫，银等；根据元素分析结果，我司判断此不良现象为表面银离子迁移造成的结果，放静电焊盘之间的残留物为助焊剂残留物，是造成银离子迁移的前提条件。后面，会进一步解释下此结论的原因。银迁移：银迁移(SilverMigration)现象是指在存在直流电压梯度的潮湿环境中，水分子渗入含银导体表面电解形成氢离子和氢氧根离子：H20→H++OH-银在电场及氢氧根离子的作用下，离解产生银离子；在电场的作用下，银离子从高电位向低电位迁移，并形成絮状或枝蔓状扩展，在高低电位相连的边界上形成黑色氧化银。