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USB脱落失效分析
新阳检测 | 2023-12-18 09:56:01    阅读:317   发布文章

一、案例背景

PCBA组装完成后,测试过程中插入USB时脱落。

#1-3为PCBA样品,#4-5为USB单品。

 

二、分析过程#1样品PCB侧剥离面特征分析1)外观分析


 

 

 

测试结果:焊接面有较大的焊锡空洞。

 

2)SEM表面特征分析

#位置3:

 

测试结果:剥离面有应力断裂痕迹,PCB镍层有裂纹。


 

#位置2:

 

测试结果:焊接面有较大的焊锡空洞,断裂面有应力断裂痕迹。


 

3)EDS成分分析


 

 

 

测试结果:剥离面主要成分为Sn、Ni, 未发现异常元素。

 

4)切片断面分析

#PCB侧脱落点切片断面分析:

 

#USB侧脱落点切片断面分析:

测试结果:通过切片断面分析发现,PCB内层断裂,呈应力齿纹状,为明显的应力损伤;USB端子侧断裂,剥离面残留的IMC厚度1.51μm,连续、致密。


 

#1样品端子侧剥离面特征分析1)外观分析
 

 

测试结果:部分表面有焊锡残留,有应力齿纹痕迹。

2)SEM表面特征分析

 

测试结果:表面部分位置有焊锡残留,焊锡表面有裂纹,为应力损伤痕迹。

3)EDS成分分析

 

测试结果:剥离面主要成分为Sn、Ni, 未发现异常元素。

#2样品特征分析1)外观分析

 

测试结果:引脚边缘润湿性差。
 

2)X-RAY分析

 

测试结果:引脚有较大的焊锡空洞,空洞率约60%。

4)切片断面分析

 

测试结果:引脚底部润湿良好,两侧IMC厚度均在1μm以上。


 

#3样品特征分析1)外观分析

 

 

测试结果:引脚边缘润湿良好。


 

2)X-RAY分析

 

 

测试结果:引脚有焊锡空洞。


 

3)切片断面分析

 

 

 

测试结果:引脚底部润湿良好,两侧IMC厚度均在0.9μm以上。


 

#4样品未使用端子的分析1)外观分析

2)SEM表面特征分析

 

 


 

3)EDS成分分析

测试结果:#4 USB引脚焊接外,未发现明显异常,镀层主要成分为Ni,未发现异常元素


 

#5样品未使用端子的分析1)外观分析

 

 

 

2)SEM表面特征分析

 

 

3)EDS成分分析

 

 

测试结果:#5USB引脚焊接外,未发现明显异常,镀层主要成分为Ni,未发现异常元素。


 

三、分析结果不良解析

1、端子脱落剥离面特征:从切片断面及成分可以判断,端子脱落点在USB端子侧IMC层,PCB内层有明显的齿纹状裂纹,为应力损伤。


 

2、针对脱落的的端子分析:引脚部分位置有焊锡残留,其表面焊锡有裂纹,有应力损伤痕迹。


 

3.针对未脱落端子的切片分析:USB引脚边缘焊接润湿性差,有较大的焊锡空洞,PCB侧与端子侧IMC厚度均在1μm以上,从微观上分析焊接状态良好。


 

PCB齿纹状裂纹

 

引脚焊锡空洞(约60%)

 


 

分析结论

综上所述,端子脱落失效的可能原因如下——


 

USB引脚有较大的焊锡空洞,焊接强度弱。测试时插入USB,对端子产生较大的推力,从而导致脱落。


 

 

腾昕检测有话说:


 

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