案例背景
表面贴装IC在使用过程中发现引脚连锡短路。据此情况，本篇文章通过外观检测、X-RAY分析、镀层厚度检测等手段，分析并确定失效原因。
分析过程
外观分析
#整体图示：
测试结果
对连锡位置进行整体外观检测，发现 1pin与2pin连锡，2pin PAD存在不润湿异常，同时其他引脚焊盘也存在局部的不润湿现象。
#器件旁测试点（未涂布锡膏）：
#其他未贴装点（有涂布锡膏未贴装器件）：
测试结果
测试点表面由于锡厚度不均匀，导致明显的颜色差异；同时发现PCB板上其他位置存在锡扩展状态较差的情况。
X-RAY分析
左右滑动查看更多
测试结果
分析发现，1pin与2pin连锡位置处于引脚根部位置，呈现明显的锡搭接状态。
镀层厚度测试
测试结果
锡镀层厚度平均值为1.0077μm，整体偏低。
失效样品表面分析
#短路位置的SEM分析：
测试结果
pin2焊盘呈现明显的不润湿（拒焊）现象。
#未湿润部分的EDS分析：
未润湿部分主要成分为Cu、Sn,且Cu元素含量近40%，异常偏高，表面镀层可能存在合金化现象。
#连锡部分EDS分析：
测试结果
连锡部分的焊锡成分为Sn、Ag，端子镀层为Sn，可知是印刷的锡导致的连锡。
#器件旁测试点SEM/EDS分析：
测试结果
成分分析表明，测试点主要成分为Cu、Sn，且Cu元素含量近40%，可能存在表面镀层合金化。
切片断面分析
◁ 切片1位置图示
切片1断面金相分析：
测试结果：
焊盘表面未见明显异常。
#切片1断面SEM分析：
测试点1
测试点2
测试点3
测试结果
判断测试点的锡镀层已经全部合金化（Sn与Cu完全结合形成IMC层），表面基本无锡附着，会导致其可焊性降低。
切片1断面EDS分析：
测试结果
镀层Cu含量高，主要为CU、Sn结合层（IMC层）。
◁ 切片2位置图示
切片2断面SEM分析：
pin2焊点状态
引脚位置焊接状态
PCB pad位置
测试结果
pin2焊点状态：引脚焊接OK，PCB pad上上锡状态较差；
引脚位置焊接状态：IMC层连续、致密，厚度3μm左右，焊接状态良好，pad面镀层合金化，IMC裸露。
#切片2断面EDS分析：
测试结果
镀层Cu含量高，主要为CU、Sn结合层（IMC层）（中间填充物是研磨时填充产生）。
◁ 切片3位置图示
#切片3断面SEM分析：
整体断面
局部断面
测试结果
研磨至焊盘完全未润湿位置，无明显焊锡附着，可见IMC层完全裸露。
分析结果
不良解析
结合上记分析信息，对连锡失效分析如下：
1、器件1pin与2pin连锡，同时2pin 延展的PAD存在不润湿、镀层裸露的现象；
2、PCB锡镀层厚度偏低；
3、 2pin未润湿焊盘存在明显的镀锡层合金化，其他未上锡位置的镀层分析，同样存在该问题。
失效机理解析
综合以上分析，判断导致器件连锡的原因为PCB焊盘表面IMC层裸露，无可用的锡与锡膏形成互连，引起可焊性降低，回流时焊锡回缩、聚集形成连锡。
改善建议
1、加强对PCB喷锡工艺质量的控制。
2、对PCB来料可焊性管理——
①PCB镀锡层厚度监控：不仅要关注锡厚度，同时要关注是否存在镀层合金化的问题；
②增加可焊性测试：漂锡法或浸锡法。
