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首次公開!富士康電子元器件檢測分析全過程

某終端廠商Jack

您好,我們前段時間採購的MLCC,出現了上錫不良的情況。

某電子元器件分銷商銷售經理Lily

您好,請問是個別MLCC有問題,還是大範圍的上錫不良呢?

某終端廠商Jack

總體不良率還是比較高的。

某電子元器件分銷商銷售經理Lily

我們的供貨是保證100%原裝正品的,您先寄一些樣品給我吧,我們看看是哪裡出了問題。

某終端廠商Jack

好的。

Lily(化名)是一家電子元器件分銷公司的銷售經理,長期供貨於終端廠商Jack(化名)所在的公司,從未出現過物料品質問題,尤其是前期把控較為嚴格的MLCC。

隨著電子產品的改革換代,體積小、耐壓性優的MLCC(多層片式陶瓷電容)市場佔比迅速擴大。自2017年以來,MLCC因迅猛的漲價勢頭進入人們視野,作為智慧手機、汽車電子等產業的重要元件,MLCC出現了大範圍缺貨的情況。市場上新舊貨混裝、編帶料+假標簽、A廠貨當B廠貨出等情況確實存在不少。

不過,Lily表示,她所在公司所有來料都會經過嚴格的品質把控,長期致力於為電子製造業客戶提供優質電子零件。因此,一方面,Lily對公司選購的物料品質極有信心,另一方面,那批MLCC不僅賣給了Jack,也賣給了其他客戶,並沒有別的客戶反映問題。那麽,這到底是哪裡出了差錯?百思不得其解的Lily找到了可提供第三方檢測服務的富士康檢測創新中心。

確定測試方案

富士康檢測創新中心成立於2005年,創始團隊匯集科技精英,憑借雄厚的技術背景和開拓創新精神,配合高科技電子產品設計、驗證、生產過程中的檢測需求組建科技實驗室。目前檢測創新中心佔地6.6萬平方米,擁有8大功能26個專業的實驗室,主要檢測設備4300余台,擁有1500人的管理、技術人員團隊。

僅就檢測能力而言,市面上很多機構都具備對MLCC的檢測能力,但大多隻對客戶所要求的測試項目進行檢測。而富士康檢測創新中心的工程師們對MLCC的製程、結構、常見失效模式等都有著豐富的經驗專業性較強,他們可以根據客戶產品狀況提供測試方案和推薦測試項目,並給出建設性意見。

針對Lily提出的MLCC上錫不良問題,富士康檢測創新中心電子零組件工程實驗室的劉工、董工提供了詳細的測試方案和測試項目。工程師總計選取了MLCC不良品10Pcs、良品5Pcs以及原物料30Pcs,通過良品、不良品和原物料的對比分析去尋找造成沾錫不良的原因。

測試項目根據先進行非破壞性測試,再進行破壞性測試的一般原則,將依次展開進行的項目分別為——可焊性測試、成份分析、切片測試等。

可焊性測試

可焊性測試屬於基本性能測試,一般用於對元器件、印製電路板、焊料和助焊劑等的可焊接性能做定性和定量的評估。在電子產品的裝配焊接工藝中,焊接質量直接影響整機的質量。一般來說,為了提高焊接質量,除了嚴格控制工藝參數外,還需要對印製電路板和電子元器件進行科學的可焊性測試。

工程師介紹,MLCC的可焊性測試一般是針對原物料進行的。當MLCC上過板後端電極的鍍錫層厚度會發生變化,再進行可焊性測試效果並不理想,也就是說,對樣品中的良品或不良品進行測試沒有必要性。因此,工程師選取了提供樣本中的原物料樣品進行可焊性測試。

通過對原物料進行可焊性分析,對比測試前及測試後的樣品可知,樣品端電極上錫良好。也就是說,原物料的沾錫能力是沒有問題的。

成份分析

端頭氧化是造成MLCC上錫不良的常見原因,為了判定此次測試的MLCC表面是否氧化,工程師接下來要做的是就元素成份分析,即物質成份分析。

工程師選取了樣品中的良品2顆、不良品2顆,分別進行成份分析。工程師介紹,當拿到上錫不良的樣品之後,他們會先通過外觀進行初步判定,觀察可能是哪個區域上錫不良,然後據此在上錫不良區域取點做物質成份分析。如果MLCC表面能檢測到的成分中氧的含量很高,那基本就可以判定MLCC被氧化如果是氧的成分很低,可以排除它表面氧化的可能。

這一測試主要是通過EDS(能譜儀)來處理表面物質進行的。EDS可以用來進行材料微區成分元素種類與含量分析,配合掃描電子顯微鏡與透射電子顯微鏡的使用。具體說來,EDS針對某一位置的點進行打點分析,檢測出這個位置的氧的含量、矽的含量等。

測試可知,以上選取的某不良品樣本測試位置1和2的成分Ni和Sn佔比較大,說明電容端電極最外層已經露Ni,過多的Ni會影響產品的上錫效果,O的成分佔比很小,說明電容端電極外層無氧化。

測試可知,以上選取的某良品樣本測試位置1和2成分Sn佔比最大,O的成分很低,說明電容樣品端電極外層鍍層良好且無氧化。

綜上,不論良品樣本還是不良品樣本,測試位置的含氧成份都比較低,說明被測試的MLCC並未被氧化。

切片分析

工程師介紹,從樣品外觀照片看出,不良品有部分樣品上板位置不正,良品則無明顯異常。為了繼續驗證不良品上錫不良的原因,工程師對不良品進行了破壞性的切片測試,來觀察鍍層厚度。

工程師分別選取了良品、不良品各2顆,原物料1顆,進行切片鍍層分析。端電極鍍層由外到內分別為 A、B、C、D。

從上圖某不良品照片及量測數據可知,樣品最外層沒有上錫,且最外層的鍍層很薄。

從上圖良品照片及量測數據可知,樣品最外層上錫良好,樣品最外層的鍍層焊接後完全結合,無法量測最外層鍍錫厚度。

從以上原物料照片及量測數據可知,原物料與上板良品內部結構基本一致,樣品端電極鍍層良好。

綜上,工程師發現,不良品的鍍層厚度不符合MLCC的行業規範,存在明顯異常,不利於上錫;而良品的鍍層厚度是符合上錫要求和業界標準的。通過良品和不良品的對比分析,二者的內部結構完全不同,端電極鍍層結構及金屬材料都完全不一樣。因此,基本可以判定,被檢測的良品與不良品可能是不同廠商不同批次的樣品。

這樣說來,銷售經理Lily的困惑也就迎刃而解了。經過檢測,Jack所說的上錫不良的MLCC,基本可以判定並不是Lily公司售出的物料。在實際工作中,類似難題並不少見。

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以上情況如何進行科學檢測,如何順利化解呢?其實,如果您有電子元器件檢測需求,在富士康檢測創新中心只需要按照以下流程進行操作。

客戶寄送樣品

得出基本結論

出具正式報告

確認檢測項目

實驗室進行檢測

與客戶溝通確認

這一系列過程,如果是檢測單個項目,一般在3個工作日可完成,急件1-2天即可。如果是一整套的測試分析則需要一周左右的時間。

7月9號,安芯易作為富士康檢測創新中心在電子元器件分銷生態圈的首家戰略合作夥伴,將與富士康檢測創新中心共同舉辦“創新檢測賦能國產元器件沙龍”,他們將攜手一起為客戶提供檢測服務!如果您有檢測需求或想了解更多元器件檢測業務,歡迎發送郵件谘詢!

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