LED發光二極管作為家用電器中不可或缺的電子元件，其性能的穩定性直接關系到整個電器產品的正常運作。然而，二極管引腳焊接不上錫的問題，不僅影響產品性能，還可能導致電器無法正常工作，從而引發消費者的投訴，對企業品牌造成負面影響。隨著智能家電的普及，對控制器主板的性能要求越來越高，二極管的功能要求也日益嚴格。

近年來，消費者對家電產品功能失效的投訴不斷增加，其中二極管不上錫導致的產品質量問題尤為突出。為了解決這一問題，本文從專業角度出發，分析了二極管不上錫的原因和特點，并提出了相應的整改措施。

二極管不上錫的原因分析

通過對不上錫二極管失效樣品的收集和分析，我們發現異常樣品及失效批次產品在浸錫后均出現了上錫不良的現象。這些現象主要表現為局部退濕潤，引腳表面存在許多空洞，以及上錫不飽滿等異常情況。

SEM&EDS分析

通過對上錫不良引腳表面的SEM（掃描電子顯微鏡）和EDS（能譜儀）分析，我們發現：

1. 上錫不良區域呈現顆粒狀形狀，EDS檢測到的主要元素為Sn、Ag、Cu，其中Ag和Cu含量較少，大部分為Sn。在焊料較厚的區域，主要檢測到Sn和少量Si元素。

2. 浸錫不良的樣品上，上錫不良區域的空洞更大、更明顯。部分退濕潤區域僅檢測到C、O、Si、Sn，未檢測到Ag和Cu元素，且形貌存在差異。

未浸錫引腳鍍層表面觀察

對未浸錫二極管鍍層表面進行SEM觀察，發現鍍錫層表面存在許多疏松區域，這些區域與相對致密區域相比，C、O含量較高，表明疏松區域含有少量有機物。

未浸錫引腳鍍層截面分析

對二極管未浸錫引腳進行切片、蝕刻Sn和Cu后，對截面進行SEM觀察，發現Sn鍍層和Ni鍍層之間形成了一層連續的IMC（金屬間化合物），Cu層未見缺失現象，Sn鍍層厚度約為10μm。進一步的離子束拋光處理后觀察發現，Sn鍍層表面和內部存在較多大小不一的空洞，部分空洞中可見明顯的有機物殘留。

引腳浸錫后截面分析

通過對上錫不良位置進行FIB（聚焦離子束）切割，結果顯示燈腳支架為鐵基材，基材上依次為鎳、銅，在鍍銅層表面支架鍍錫。在高溫浸錫過程中，焊料中的錫與鍍銅層中的銅形成銅錫合金化合物。截面觀察發現，在IMC層（銅錫合金層）可觀察到空洞，玻璃位置位于IMC層與錫層之間，同時發現鍍銅層與IMC層界面形成了空洞，即柯肯達爾空洞。

建議解決方案

LED發光二極管引腳上錫不良的主要原因是IMC層（銅錫合金層）存在空洞異常。在高溫浸錫過程中，隨著IMC層空洞的形成和聚合，鍍層界面結合強度弱化，導致燈腳浸錫后錫層與IMC層脫落或上錫不飽滿。同時，未上錫的不良品在鍍銅層與IMC層界面形成了大量的空洞，即柯肯達爾空洞。這些空洞的存在表明未上錫不良引腳鍍層在后續使用過程中存在上錫不良的隱患。

為了解決這一問題，可以通過更改鍍層結構，減緩界面組合元素的不平衡擴散。在生產過程中，回流焊設備前進行預處理，如在回流前以一定溫度進行退火預處理，可以使Cu層成分均勻，消除殘余應力，同時晶粒尺寸的長大能夠排除部分雜質，在動力學和熱力學方面減少空洞的形成，從而提高二極管引腳的上錫質量，確保家電產品的可靠性和穩定性。

對生產流程的嚴格控制也是提高產品質量的關鍵。這包括對原材料的嚴格篩選，確保使用的錫材和鍍層材料符合質量標準；對焊接工藝的優化，包括焊接溫度、時間、環境等參數的精確控制；以及對成品的嚴格檢驗，確保每一個出廠的二極管都能達到設計要求。金鑒實驗室提供的Dual Beam FIB-SEM業務，包括透射電鏡(TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

在智能家電快速發展的今天，對電子元件的可靠性要求越來越高。因此，企業需要不斷投入研發資源，改進生產工藝，提高產品的質量控制水平。通過這些措施，不僅可以減少產品故障率，提升消費者滿意度，還能增強企業的市場競爭力，為企業的長遠發展奠定堅實的基礎。