服务器主板电容阻抗偏低分析

• 问题描述：

  1）客户反馈出货后的服务器出现内存启动异常， 44台服务器有11台不良，不良率为25%。

  2）电测发现主板正面DIMM线路电压偏低(正常0.9V，实际测量0.45V)；并联电路电容阻抗也偏低（标准：10Ω以上，实测：4Ω左右)。

  3）电容周围有透明残留物，清除残留物后，不良现象消失。

  

  
  

• 原因分析-透明残留物分析

  对透明残留物进行SEM EDS分析和FTIR分析，发现透明状残留物应为波峰焊Flux残留。

  

  
  

  

  
  

• 原因分析-不良来源分析

  1）元器件：

  取下各位置组件电测，其阻/容值正常；组件取下后再量测DIMM电压，不良依旧存在， 由此判定不良与元器件无关。

  2）PCB:

  对不良品PCB原物料进行分析，未发现异常，初步排除PCB来料质量问题。

  3）助焊剂残留：

  使用木棉棒去除电容周围透明状残留物，不良消失，同时进行Run In 72小时测试，无不良出现。综上所述，初步断定不良与该残留物有关。

• 原因分析-失效机理确认

  1）是否存在电迁移？

  电迁移现象为在直流电压的影响下，金属离子迁移至导线上还原析出，形成树枝状生成物，并且往相对极性方向成长。

  对不良电容进行SEM观察，未发现电迁移的树枝状金属结晶物，不存在电迁移。

2）离子残留导致绝缘阻抗偏低?

波峰焊中使用的助焊剂为含卤助焊剂，经离子浓度测试结果可知，Br离子含量为0.23wt%。

为了确认并验证助焊剂残留量及温湿度对绝缘阻抗的影响，设计了以下实验：

a.用锡膏把电容(0.1 F/0201)焊接在梳形电路两极之间。

b. 梳形电路放置在加热板上，不同温度条件下用针管往电容上滴加若干滴 Flux(每滴Flux约为0.006g) 。

c.梳形电路放置在80℃的水蒸气环境中2 h。

d.测量梳形电路两极间的绝缘电阻。

实验结果显示：a.绝缘阻抗与焊点助焊剂使用量成反比: 从A点到B点，随着焊点助焊剂量增加，绝缘阻抗急剧下降。b.烘烤温度增加后，绝缘阻抗逐渐恢复正常(B点到C点) : 烘烤温度增加，焊点周围电解液环境逐渐消失，离子导电能力丧失。

• 原因分析-失效机理分析

  1）波峰焊助焊剂喷涂时，助焊剂从BOT面经通孔到达并聚集黏附在元件周围。

  2）黏附在组件周围的助焊剂由于未直接接触波峰，其温度未能上升到足够的高度，使得焊点周围仍存在电解液环境。

  
  

  3）存在于电解液中的游离态离子导电，使组件两端绝缘阻抗降低。

• 结论：

  波峰焊过程中残留的助焊剂是导致电容阻抗偏低的根本原因。

• 改善措施：

  1）短期措施：使用有机溶剂可以完全清洗焊点助焊剂残留。

  
  

2）长期措施：a.制程：更改波峰焊过炉治具设计，防止助焊剂量从通孔喷涂到TOP SIDE。b.物料：严格管控助焊剂中的离子含量。