QFN封装焊点出现重熔现象原因讨论

正文

问:请教一下各位老师，我们使用一款74401电源芯片，QFN封装，出厂时器件完好，交付一段时间后出现了偏移，能否帮忙判断一下，这种是冲击造成的撕裂，还是蠕变形成的撕裂吗，另外焊点形貌能否看出有无返修重融过呢？

小喵:明显重融状态

问:@小喵  重融的话，开裂的焊点处会这么尖锐吗？

陈银:应该是冲击造成的

芝士就是力量:怎么焊盘一边长，一遍短

问:@芝士就是力量 器件偏移了，所以一边焊盘露出的长，一边焊盘露出的短，从侧面（第一张图）能很明显的看出偏移

春暖花开:如果电路板涂覆的话，可以用蓝光看下涂覆层。如果重新焊接的话涂覆层会有断层。

问:@春暖花开 我们的三防漆无荧光

郝建:@问 只有这个器件没点胶加固？

问:不止，大部分器件点胶加固了，这个器件比较小，就没有点胶

郝建:看看其它没点胶器件，有没有一样的现象？

问:没有偏移的情况，这个器件比较诡异的是:

1.偏移这么严重，而且焊点裂开了，但是目前加电还是正常的

2.这个器件上方有个盖板，盖板对应位置有个散热凸台，凸台高度没设计好，凸台直接顶到器件本体，干涉深度大约0.1mm。在这个电路板对称的另一边有个一模一样的器件，它的凸台的干涉深度约0.15mm，但是这个器件就没有任何偏移，焊点也良好无异常

刘海光:大致要说一下器件的工作温度、有无TCT和振动跌落试验过、服役时间啥的。主板上还有子板模块，焊料都缺损了、遭罪不小呢

问@刘海光 这个产品工作环境温度-40~+60，具体工作起来芯片大约70-80℃。有振动，没跌落，振动量级6.06随机振动，服役时间八个月时间。

目前这个芯片单独加电还能正常工作，所以我们推测器件底部焊料仍有连接，没完全断裂

另外，这个器件是散热元器件，顶部有盖板凸台与器件接触用于散热，但是凸台高度偏高，经测量，凸台结构件对器件有挤压，干涉深度约0.1mm。这个电路板上的另一边对称的位置有一颗一模一样的芯片，凸台干涉深度0.15mm，但是没有出现偏移，焊点外观良好，不知道这个对该器件的偏移有无影响

芝士就是力量:@问 你有出厂时的多媒体记录没。个人感觉，偏移的那一侧焊锡是熔融状态挤出来的鼓包吧。工作或者环境温度能到这么高吗？蠕变能到这个程度吗？

问@芝士就是力量该产品没有查到返修记录，但是我们还是不确定，这个现象会不会和焊点重融有关

郝建:是无铅锡膏？

问:@郝建  用的阿尔法的有铅焊料

郝建:正常焊接后的颜色，应该比这个亮

刘海光:要看哪个环境了、天上飞的水中游的还是陆上跑的？所有器件焊接方式？什么器件都靠414糊、要用有触变的啊

问:这是刚出厂时的照片，相机不是位于该器件（D20）正上方拍的，但是能看到器件底部基本是紧贴丝印框，位于丝印正中央，这是现在的照片，可以看到器件底部已经不再紧贴丝印框，整体向下偏移了。补充一个侧面和开裂面的照片

问:@* @芝士就是力量 各位老师，我大概把前后情况和照片整理了一下，目前找不到原因，也不确定这种形貌是如何产生的，我们也是第一次遇到，还望各位老师指教

芝士就是力量: 熔融状态动过，还有拉尖

问:出厂照片是相机先拍，手机对着屏幕再拍的，可能有点失真，但当时检验的时候还好，没有发污发暗的情况

肖龙:这看着像是重融了

芝士就是力量:是的，至少是在熔融状态下偏移的。

问:这里比较尖锐，感觉焊点重融的话，这个形貌是不是应该不会出现啊

芝士就是力量:你可以试下手工焊一个电阻，在焊锡快固化的时候碰到电阻，焊点出现拉尖，断裂这种情况。个人推测，那个不是最终状态吧？出厂的照片没三防和点胶吗？

问:@芝士就是力量三防点胶的时候，器件表面涂了导热脂，照片上溢出的部分盖住了焊点，看不出有没有偏移了

刘海光:要测焊点温度、有个合金热强度的问题、不可能重熔、其它诱导因素不明需要当事人用数据说话。焊点热疲劳引起焊点热强度下降、多半是这个过程，下面金属背板？

问: @刘海光电路板厚3mm，CEPGC-34F板材，类似FR4，下面的金属是壳体，板子装在金属壳体里的

刘海光:3mm厚得考虑CTE z （Tg2）的影响程度了，电源在工艺过程同样有热管理问题

问:就是说板子受热膨胀，也会产生造成偏移的这个外力？

刘海光:厚板两面印焊膏、第二面会有网孔偏移现象、这说明CTE xy是归不了位的、再说厚板散热也慢、焊点冷却段把控不当组织粗大也是热应力和热疲劳的诱因。焊点外形不好、很多在TCT过程就裂了。你那个垂直界面交汇也是个问题、两界面的截面看上去不匹配

刘海光:这个器件手工焊接或搪过锡了？

问:这个是气相焊接的，但是焊接完成后，我们手工对四周加锡复焊。是想增加一些爬锡高度

刘海光:城堡没必要爬那么高、把正常形态搞坏了、重点底部焊料厚度要保证、再就是垂直交汇区熔融合金张力自然平衡。堆高焊点往往弊大于利，边角加固用胶同样需要有体积限制，不是底部填充胶种是禁止进入器件底部的，除非一些特殊措施。

问:这点如何理解

刘海光:陶瓷器件、底部无焊点支撑、边角焊点很容易被过分加载了。可以参考IPC-7093、BTC类器件有图示说明。有些通过切片的焊点组织纹理也可说明。既然焊点被重熔、温度和时间就需要足够、看来这里有问题了。

问:好的，谢谢各位老师的分析

审核编辑：汤梓红