IC元件短路原因分析

作者：藍眼科技日期：2018-10-23

某PCBA在相對潮熱的環境條件下運行一段時間后出現故障，經初步分析確定是PCBA上的IC元件引腳發生了短路造成。為進一步確定IC元件短路的原因，對其進行失效分析。

1分析方法

對C元件引腳周圍的異物成進行SEM&EDS、FT-R測試，確定其成分并與廠商生產過程中所用的輔料進行比對，最后分析IC元件失效原因。

2分析結果

2.1外觀觀察

顯微鏡下對IC元件進行觀察，可以發現，其引腳間夾雜著較多不明異物，大致可分為黃色異物及心元件外現白色異物；兩者均將IC元件的各引腳覆蓋并連接。

2.2SEM&EDS測試

對IC原件引腳異物進行SEM&EDS測試，白色異物的主要組成元素為錫（Sn）、碳（O）、氧（O），黃色異物的主要組成元素為碳（0）、氧（O）。

2.3FT-IR測試

為分析含有白色和黃色異物的主要有機成分，對兩者進行FT-IR測試，并與廠商提供的三防漆原料、助焊劑的FT-IR測試結果進行比對。由測試結果可知，白色異物的主要有機成分與三防漆相同，為聚氨酯；黃色異物的主要有機成分與助焊劑溶質相同，為己二酸。

3綜合分析

通過SEM&EDS測試及FT-IR測試可確定IC引腳間聚集的不明異物中，白色異物含有的主要成分為錫，來源于其焊料，含有的主要有機成分為聚氨酯，來源于其所涂覆的三防漆；黃色異物的主要成分為己二酸，來源于其焊接時所使用的免清洗助焊劑。觀察IC元件可發現白色異物連續填充于各引腳間，由于白色異物的主成分為錫，可導電，故導致了IC元件短路；而覆蓋于白色異物上方的黃色異物為己二酸，是一種有機中強酸，作為助焊劑的活性成份，主要功能是去除焊料及引腳表面的氧化物，但由于己二酸在潮濕的條件下容易發生電離而

顯酸性，因此當己二酸過量殘留于電路板上時，潮熱條件下會對板上的金屬部件造成腐蝕。

同時，白色異物的主要有機成分為聚氨酯，正常情況下應為連續膜狀，而所觀察到白色異物卻呈粉末狀，這說明IC引腳上的聚氨酯分子量較低，這很可能是由于在生產過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將明顯下降，從而降低整個PCBA的耐環境應力能力。

4結論

IC元件短路是由于其引腳間殘留的己二酸在潮熱條件下腐蝕了引腳焊料，腐蝕產物在各引腳間連續填充從而導致了IC元件短路。

5建議

IC元件引腳密集且具有高低拐角，這樣的結構決定了在該位置容易受熱不均、涂覆不完全和滯留焊劑，故生產過程中當密切關注IC元件引腳是否有焊劑的過量殘留、三防漆是否有覆蓋完全和是否有固化完全等問題。

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