【干货】MLCC上锡不良？资深工程师手把手教你做检测，一步步助你成为SMT工艺大咖！

                                                                                                   





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Lily（化名）是一家电子元器件分销公司的销售经理，长期供货于终端厂商Jack（化名）所在的公司，从未出现过物料品质问题，尤其是前期把控较为严格的MLCC。随着电子产品的改革换代，体积小、耐压性优的MLCC（多层片式陶瓷电容）市场占比迅速扩大。自2017年以来，MLCC因迅猛的涨价势头进入人们视野，作为智慧手机、汽车电子等产业的重要元件，MLCC出现了大范围缺货的情况。市场上新旧货混装、编带料+假标签、A厂货当B厂货出等情况确实存在不少。不过，Lily表示，她所在公司所有来料都会经过严格的品质把控，长期致力于为电子制造业客户提供优质电子零件。因此，一方面，Lily对公司选购的物料品质极有信心，另一方面，那批MLCC不仅卖给了Jack，也卖给了其他客户，并没有别的客户反映问题。那么，这到底是哪里出了差错？百思不得其解的Lily找到了可提供第三方检测服务的机构。
一、确定测试方案针对Lily提出的MLCC上锡不良问题，工程师总计选取了MLCC不良品10Pcs、良品5Pcs以及原物料30Pcs，通过良品、不良品和原物料的对比分析去寻找造成沾锡不良的原因。


测试项目根据先进行非破坏性测试，再进行破坏性测试的一般原则，将依次展开进行的项目分别为——可焊性测试、成份分析、切片测试等。
二、可焊性测试可焊性测试属于基本性能测试，一般用于对元器件、印制电路板、焊料和助焊剂等的可焊接性能做定性和定量的评估。在电子产品的装配焊接工艺中，焊接质量直接影响整机的质量。一般来说，为了提高焊接质量，除了严格控制工艺参数外，还需要对印制电路板和电子元器件进行科学的可焊性测试。工程师介绍，MLCC的可焊性测试一般是针对原物料进行的。当MLCC上过板后端电极的镀锡层厚度会发生变化，再进行可焊性测试效果并不理想，也就是说，对样品中的良品或不良品进行测试没有必要性。因此，工程师选取了提供样本中的原物料样品进行可焊性测试。通过对原物料进行可焊性分析，对比测试前及测试后的样品可知，样品端电极上锡良好。也就是说，原物料的沾锡能力是没有问题的。
三、成份分析端头氧化是造成MLCC上锡不良的常见原因，为了判定此次测试的MLCC表面是否氧化，工程师接下来要做的是就元素成份分析，即物质成份分析。工程师选取了样品中的良品2颗、不良品2颗，分别进行成份分析。工程师介绍，当拿到上锡不良的样品之后，他们会先通过外观进行初步判定，观察可能是哪个区域上锡不良，然后据此在上锡不良区域取点做物质成份分析。如果MLCC表面能检测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。这一测试主要是通过EDS（能谱仪）来处理表面物质进行的。EDS可以用来进行材料微区成分元素种类与含量分析，配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜的使用。具体说来，EDS针对某一位置的点进行打点分析，检测出这个位置的氧的含量、硅的含量等。

MLCC沾锡不良报告之不良品成分分析测试可知，以上选取的某不良品样本测试位置1和2的成分Ni和Sn占比较大，说明电容端电极最外层已经露Ni，过多的Ni会影响产品的上锡效果，O的成分占比很小，说明电容端电极外层无氧化。

MLCC沾锡不良报告之良品成分分析测试可知，以上选取的某良品样本测试位置1和2成分Sn占比最大，O的成分很低，说明电容样品端电极外层镀层良好且无氧化。综上，不论良品样本还是不良品样本，测试位置的含氧成份都比较低，说明被测试的MLCC并未被氧化。
四、切片分析工程师介绍，从样品外观照片看出，不良品有部分样品上板位置不正，良品则无明显异常。为了继续验证不良品上锡不良的原因，工程师对不良品进行了破坏性的切片测试，来观察镀层厚度。工程师分别选取了良品、不良品各2颗，原物料1颗，进行切片镀层分析。端电极镀层由外到内分别为 A、B、C、D。

MLCC沾锡不良报告之不良品切片分析从上图某不良品照片及量测数据可知，样品最外层没有上锡，且最外层的镀层很薄。

MLCC沾锡不良报告之良品切片分析从上图良品照片及量测数据可知,样品最外层上锡良好，样品最外层的镀层焊接后完全结合，无法量测最外层镀锡厚度。

MLCC沾锡不良报告之原物料切片分析
从以上原物料照片及量测数据可知,原物料与上板良品内部结构基本一致，样品端电极镀层良好。综上，工程师发现，不良品的镀层厚度不符合MLCC的行业规范，存在明显异常，不利于上锡；而良品的镀层厚度是符合上锡要求和业界标准的。通过良品和不良品的对比分析，二者的内部结构完全不同，端电极镀层结构及金属材料都完全不一样。因此，基本可以判定，被检测的良品与不良品可能是不同厂商不同批次的样品。这样说来，销售经理Lily的困惑也就迎刃而解了。经过检测，Jack所说的上锡不良的MLCC，基本可以判定并不是Lily公司售出的物料。在实际工作中，类似难题并不少见。
五、如何存储如贴片电子元件？保持贴片电子元件端电极的可焊性和保证包装材料处于良好的条件状态，要注意监控好储存区域的温度和湿度控制，并注意避免特殊气氛环境。1、推荐温湿度条件：存储温度5~35℃ ,湿度30%~70%。2、无论是袋散装还是编带包装内，包装袋应保持密封，一旦打开包装袋使用，未使用完的产品应当重新封袋或放入干燥器皿中。2、存储环境如含硫、氯气或盐咸湿潮，端头很易被腐蚀氧化，可焊性下降。3、陶瓷电子元件如爆露在H2气体环境中，会发生陶瓷氢脆开裂。
即使在理想储存条件下存放，电容器端头可焊性也会随着时间的推移而下降，因此电容器应在发货之日算起6个月内使用。如果超出了这个期限，在使用电子元件之前要对其可焊性进行检验。
对高介电常数的电容器的容量值将随着时间的推移而下降，因此在设计电路时要考虑到这一点。如果电容器的容量值减少了，在125℃的条件下对电容器进行预热，那么电容器的容量值会恢复到初始值。



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