01前言

表贴麦克风，也称MEMS（Microelectro Mechanical System）麦克风，是基于MEMS技术制造的麦克风，主要由声压传感器芯片、ASIC芯片、音腔和RF抑制电路组成。表贴MIC因其可以采用表贴工艺进行组装，并且稳定性强，因此近年来在各个品牌的中高端手机中得到了广泛应用。

笔者在近几年的失效分析工作中遇到了多起表贴MIC在手机产品的可靠性测试阶段或使用过程中脱落的案例。表贴MIC通常位于PCB的边缘位置，且不能像手机上的BGA器件一样进行underfill加固，因此保证表贴麦克风不脱落主要是要保证焊点的强度。总结这些案例发现，所有MIC脱落均是由焊点界面发生开裂导致，且开裂的原因均与MIC的可焊端和PCB的表面处理方式有很大的关系。目前市场上表贴MIC的可焊端采用的都是镀金处理，包括常见的化镍金（ENIG）处理、化镍钯金（ENEPIG）、电镀镍金等表面处理工艺。而PCB采用的多是ENIG、OSP或者选择性ENIG等处理方式。熟悉ENIG表面处理方式的读者马上就会想到镍腐蚀的问题。没错，在ENIG焊点开裂中，镍腐蚀是导致焊点开裂的常见因素，在表贴MIC焊点中也不例外。但是今天我们不谈镍腐蚀的问题，我们谈另外一个容易忽略的问题—AuSn合金界面积聚。

02表贴MIC器件脱落案例

一款手机产品在滚筒测试后发现MIC脱落。该产品的MIC器件可焊端采用的是电镍金处理，而PCB采用的是选择ENIG处理（OSP+ENIG）。焊点开裂发生在焊料和PCB焊盘之间。焊点的分离面上可以观察到焊料中零散分布有较多的AuSn合金，见图2。从焊点截面上可以看出，上下两侧界面形成的IMC中均夹杂了较多的AuSn合金。不同的是，器件侧的AuSn合金在IMC的位置更靠近焊料，而PCB侧的AuSn合金更靠近镍层，见图3。对比PCB焊盘是OSP处理的焊点上，焊料中几乎看不到AuSn合金，PCB侧的IMC是均匀连续的Cu6Sn5合金，器件侧仍然是SnNi合金，而这时却看到不到明显的AuSn合金存在了，见图4。这说明当MIC的可焊端和PCB焊盘均是镀金处理时，Au在焊料中的扩散受到了抑制，导致AuSn合金在界面积聚。而界面积聚的AuSn合金会增加焊点的脆性，降低焊点界面强度。该手机厂家后又更换了PCB的厂家，并把PCB的ENIG焊盘的金厚降低了20nm。滚筒测试的结果显示MIC脱落的失效率从20%降低到了3%，焊点强度有明显的改善，但对于手机产品来说该失效率仍然是不可接受的。

03结束语

目前市面上的表贴MIC器件的可焊端全部是镀金处理，因此PCB如果选择ENIG或者ENEPIG处理，就会遇到AuSn合金界面积聚的问题。虽然降低PCB的Au厚对焊点强度有明显的改善，但是Au厚降低过多又会带来镍层易氧化而焊接不良的问题。因此降低Au厚不能从根本上解决问题。笔者认为组装表贴MIC器件的PCB焊盘应慎选ENIG工艺。