TSOP器件焊点开裂原因分析任康，王奇锋，张娅妮，何睿（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710077）摘要：通过对一起TSOP器件焊点开裂案例的原因进行排查，详细分析了引线镀层、引线出线方式、封装体材料、引线材料对焊点开裂形成的作用。总结了焊点开裂的产生机理。阐明了在设计时正确选择TSOP器件类型和规范TSOP器件引线成形的重要性。最后，简要介绍了提高TSOP器件焊接可靠性的措施。关键词：TSOP；焊点开裂；可靠性；引线成形；封装材料中图分类号：TN60文献标识码：Ａ文章编号：1001-3474（2014）05-0264-05FailureAnalysisforSolderJointCrackingofTSOPDevicesRENKang,WANGQi-feng,ZHANGYa-ni,HERui(Xi’anAeronauticsComputingTechniqueResearchInstituteofAVIC,Xi’an710077,China)Abstract:BasedonaninvestigationofsolderjointscrackingreasonforTSOPdevice,theroleofleadplating,leadoutstretchingmode,packagingmaterial,leadmaterialontheformationofsolderjointcrackingisanalyzed,whilethegenerationmechanismofsolderjointcrackingissummedup.TheimportanceofselectingtheTSOPdevicestypecorrectlyduringdesignprocessandstandardizingTSOPdevicesleadformingarebeingilluminated.FinallysomemeasuresarebeingintroducedbrieflytoimprovetheweldingreliabilityofTSOPdevices.KeyWords:TSOP;Solderjointscracking;Reliability;Leadforming;PackagematerialDocumentCode:AArticleID:1001-3474,2014,05-0264-05薄小外形封装（ThinSmallOutlinePackage，简称TSOP）是一种小外形封装，但其厚度减少至0.8～1.2mm，TSOP封装由封装基板和封装引线两部分组成，如图1所示。TSOP器件广泛应用于家电、工业产品以及军事领域。TSOP器件在航空、航天恶劣的高低温环境条件下能否可靠地工作，对航空器、航天器系统工作的可靠性有非常重要的影响。我单位为客户研制了一款机载数据处理计算机，生产完成后，按照用户要求，该计算机也顺利通过了高低温、振动等恶劣环境试验考核，并顺利交付用户。前几批产品交付用户后，用户反映产品质量稳定。但是，在最近一批产品交付用户后，用户反映该批计算机在进行高低温环境试验过程中通电测试时，发现数据处理计算机功能异常，表现为要么程序不启动、要么显示乱码、程序跑飞等。随图1TSOP芯片外形图后，经单位设计人员初步分析判断认为，数据处理计算机内部负责数据存储的闪存芯片失效（该芯片封装为TSOP）。为进一步确认判断的准确性，须对用户返回的故障产品进行开箱检验。开箱后，首先检查闪存芯片的焊点情况。由于闪存芯片引线较细且引线间距较小，必须使用高倍光学放大镜对问题芯片焊点进行检验，检验后发现该计算机内部多片作者简介：任康（1969-），男，研究员，主要从事电子产品装联、三防等工艺技术研究与管理工作。基金项目：航空科学基金项目（项目编号：20100231001）。第35卷第5期任康，等：TSOP器件焊点开裂原因分析265闪存芯片引线焊点存在明显裂纹，如图2所示，确认闪存芯片焊点开裂是产生数据处理计算机功能异常的原因。图3芯片引线方位变化1.2.1引线镀层排查故障闪存芯片引线表面采取镀金处理，如果镀金引线没有采取搪锡去金工艺，则焊接后在焊点处会形成金锡合金，金锡化合物的硬脆性较高，其焊点的承载能力非常有限。金锡合金的存在会带来焊接结合部的性能变脆、力学强度下降，从而产生“”金脆现象，影响电气连接的可靠性[1]。也就是说“”芯片引线焊点因含金元素而产生的金脆现象有可能引发焊点裂纹。另外，据闪存芯片生产厂家技术人员反映，如果芯片引线金镀层下面的镍镀层与引线基材结合力差，镀层与基材剥离脱落也有可能引发焊点裂纹。通过对故障模块上2只焊点开裂的芯片引线（分焊点趾部、跟部、中部测量）、及其在印制板上对应的焊点进行能谱元素分析，分析结果表明，故障件引线开裂部位无镍元素、无金元素，如图4所示。“”证明芯片引线焊点不存在金脆现象，也不存在镍镀层脱落问题，因此引线镀层及其工艺处理质量完好，引起焊点开裂的因素不存在。图2芯片引线焊点存在的明显裂纹1故障原因排查为查找引起闪...