PCB及PCBA失效分析

scott88

1、简介

随着电子产品的高密度化及电子制造的无铅化，PCB及PCBA产品的技术水平、质量要求也面临严峻的挑战，PCB的设计与生产加工及组装过程中需要更严格的工艺与原材料的控制。目前由于尚处于技术和工艺的转型期，客户对PCB制程及组装的认识尚有较大差异，于是类似漏电、开路（线路、孔）、焊接不良、爆板分层之类的失效常常发生，常引起供应商与用户间的质量责任纠纷，为此导致了严重的经济损失。通过对PCB及PCBA的失效现象进行失效分析，通过一系列分析验证，找出失效原因，挖掘失效机理，对提高产品质量，改进生产工艺，仲裁失效事故有重要意义。
' f% s$ m1 p$ W7 y& D/ u6 y5 j; N
% V( ?: R9 h( m+ L+ |8 b9 O2、服务对象
* V7 I/ C4 Z$ m4 ]& u
# f2 B7 C7 W. i/ }3 R( U印制板及其组件（PCB&PCBA）是电子产品的核心部件， PCB&PCBA可靠性直接决定了电子产品的可靠性。为了保证和提高电子产品的质量和可靠性，对失效进行全面的理化分析，确认失效的内在机理，从而有针对性地提出改善措施。

, f3 p& `9 y9 A5 P: D- `3、失效分析意义
) \* [0 T6 }* c. f$ i
1. 帮助生产商了解产品质量状况，对工艺现状分析及评价，优化改进产品研发方案及生产工艺；
% `  A9 h8 F$ [5 Z% [
! a8 O' B3 i( y+ o- T1 F2. 查明电子组装中失效根本原因，提供有效的电子组装现场工艺改进方案，降低生产成本；

3. 提高产品合格率及使用可靠性，降低维护成本，提升企业品牌竞争力；
. I8 N8 R# |8 G) A
4. 明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。

分析过的PCB/PCBA种类：
3 X4 ?: h, P; f* K
) T# u  o& s' ?7 h! P- L! b9 _刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板

5 o8 u" |' `0 G. T0 ]7 K通讯类PCBA、照明类PCBA
4 S9 i5 w4 {# c, t+ m5 L# u
4、主要针对失效模式（但不限于）
# x4 G" O8 y/ y% t+ R! i/ i
" o4 K+ d# A" U/ ]4 d. @7 t/ @+ u5 x爆板/分层/起泡/表面污染

, u# z% Q( A4 O+ I开路、短路

1 U* u" Y# A* w焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良
# H5 T& B; `! O( i, p. W+ u
腐蚀迁移：电化学迁移、CAF
% S+ G0 S! X7 j* g7 q. P
  _* t6 r5 S# ^5 s5、常用失效分析技术手段

4 d2 `3 t# G. }  A成分分析：
9 O0 ~/ f  }6 t* o# z9 X
显微红外分析（Micro-FTIR）

扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）

俄歇电子能谱（AES）

$ [) f* E5 Y0 Y, A/ W; J飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）
3 v; F4 i- ~0 N
# @5 v5 C, J/ u: K热分析技术：

; r0 I: U7 t& m+ W, a1 L: r4 L- A7 [差示扫描量热法（DSC）
4 P+ x" H3 [( Z7 i5 @1 i* i0 k! m
热机械分析（TMA）
) c" c, {7 ~  p- f/ o0 W
" T6 ~# p& [5 d# v热重分析（TGA）

5 G4 a' w: P  J. e动态热机械分析（DMA）

5 h+ R9 A' _% r导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
/ k. q* H5 T& Z
$ @) H6 t- w6 l* ~离子清洁度测试：

NaCl当量法
4 H  t) p! ]& I
阴阳离子浓度测试
1 q9 ]: n/ u9 s( E, D$ f2 J0 h
应力应变测量与分析：
9 R# v$ K& z% ?: W
0 {7 F& J/ o. J# E热变形测试（激光法）

应力应变片（物理粘贴法）
: ?  n& w' @* A4 b
破坏性检测：

4 D. f5 z$ N8 h; @7 ~/ u! M. [9 D金相分析
2 [$ x7 P- Y; z! G6 r
染色及渗透检测

3 Q( B# A9 Q1 I* j3 _: W9 x聚焦离子束分析（FIB）

$ a0 c  j7 X% f. U离子研磨（CP）
  N% K1 X1 S5 D  J
% q/ T( w1 m! c/ n2 p" X" T无损分析技术：
2 }! S9 H, W: ?8 B3 Q
' P* b! N$ N4 t) IX射线无损分析

! \8 y- M; G# l7 K. p$ }电性能测试与分析
' D# `8 h2 l3 m4 h7 g
扫描声学显微镜（C-SAM）
! U; U0 D: B6 z$ p7 d1 S5 @
3 _9 l7 k0 d6 x  X" o2 i6 N" P3 i热点侦测与定位

失效复现/验证
; E- \4 Z+ E; c7 K" p
' {6 b* d/ H6 b; L7 P) g0 ]

Housekk

可靠性降低维护成本

kikkgl

失效分析意义帮助生产商了解产品质量状况