USB脱落失效分析

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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审核编辑 黄宇