电感焊端镀层合金化虚焊失效分析

一、案例背景

说明：PCBA组装后功能测试不良，初步判断为电感虚焊导致。

二、分析过程

（一）外观分析

A面异常点

B面异常点

说明：外观分析可见，电感整体呈倾斜状态。其中一焊端有锡珠附着，并存在疑似虚焊的现象。

（二）切片断面分析

明场光图示

暗场光图示

说明：通过切片断面分析，有锡珠的一侧焊点有明显虚焊，焊锡与电感焊端未润湿。

（三）SEM及EDS分析

SEM分析

说明：据电感断面的整体SEM图示，锡在PCB焊盘上有聚集性，电感焊端无明显的焊锡润湿。

观测位置1

 

说明：图示位置为PCB侧焊锡IMC层状态，厚度为2-3μm，整体连续性良好。

观测位置2

说明：图示位置为PCB及电感侧，均有完整的合金层（IMC）存在。

观测位置3

 

说明：图示位置为焊锡与PCB接触面，润湿良好，电感侧未润湿。

观测位置4

说明：图示为未焊锡电感侧，合金层（IMC）均处于裸露状态，即合金层上无Sn附着。依据其状态判断，它是电感本身镀层形成的合金层。

（四）EDS分析

 

 

说明：通过EDS分析，PCB侧IMC层以Sn、Ni元素为主；电感侧IMC层Cu（63.33%）、Sn（36.67%），从占比分析其为Cu6Sn5结构。

三、分析结果

根据上述分析结果判断，电感焊端与焊锡完全未润湿，形成虚焊。电感焊端（Cu镀Sn）镀层（Sn）合金化，形成IMC层，因为锡铜合金层（IMC）本身具有高熔点，可焊性低的特点，与焊锡无法兼容，在正常回流焊温度下，易发生虚焊失效。

四、改善方案

电感镀层合金化是电感虚焊发生的主要原因，因此建议从电感镀层工艺进行改善，如镀层厚度及镀层均匀性。

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审核编辑 黄昊宇