PCB及PCBA失效分析

scott88

1、简介
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3 S) R6 h5 s: ~  A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。
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2、服务对象

) b6 T! ^  P1 K; t4 M9 l( x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。
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3、失效分析意义
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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；
" o" v# ]/ G0 u
% d. Z0 M+ q" C9 l/ }) I9 z2. 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；
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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；

/ d/ G5 q1 E( G- h4. 明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。
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分析过的PCB/PCBA种类：

刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板

通讯类PCBA、照明类PCBA

& @( \8 V, d/ }- r7 y4、主要针对失效模式（但不限于）

爆板/分层/起泡/表面污染
6 D$ _0 A- a3 @% i6 I6 D
2 z2 x& I% ?  }& n开路、短路

7 y/ @  S0 g6 N4 Z- _焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良

7 q% R2 ]6 c$ V* \2 M腐蚀迁移：电化学迁移、CAF
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5、常用失效分析技术手段
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9 ?9 P9 {+ o7 w7 y成分分析：

" Q9 G4 W  _: j- G# w* Y显微红外分析（Micro-FTIR）
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扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）

俄歇电子能谱（AES）
+ x% I  y! \. _/ q1 E- e
飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）
9 w2 }2 h$ U) _: j( {
8 A( A3 ~. E- ~热分析技术：

3 b3 @% b1 O7 s- c. }7 M差示扫描量热法（DSC）
9 J$ g: v7 f% f
  q. W; w9 j% k: ]热机械分析（TMA）

热重分析（TGA）

& T3 V- L( |9 E3 [2 G; n  v  t动态热机械分析（DMA）
  k+ [# h* n' g" P& ~
导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
) l4 ?+ ~5 f9 }# r8 D( |0 h
离子清洁度测试：
& d% w) S8 C4 G$ [# S
NaCl当量法

阴阳离子浓度测试

' g4 h8 l) I, u# h  B  k1 C应力应变测量与分析：

热变形测试（激光法）
$ _4 k- E) ]* I" M$ N# u6 D/ O
, E' V2 E8 W  E应力应变片（物理粘贴法）
1 D; _5 m% v9 ^
- E/ {6 E: G# e! \7 Q/ H+ F破坏性检测：
! J1 R- K2 R/ T. b& Z
$ _5 K, X1 t0 n# ]金相分析
" c, z3 [8 e1 X
, o2 M; [0 `+ t6 O$ n; P染色及渗透检测
/ D2 y3 Y7 P4 x; w! Q6 Y7 D
聚焦离子束分析（FIB）
) r2 c5 c" D/ c. P5 C( l* t5 s  i
离子研磨（CP）
. ^, V  h9 `+ T2 M" o  W
无损分析技术：

5 p  E4 [* [; e$ _! D5 [# zX射线无损分析
( o+ f* k, K- k0 @$ z# z7 v
# A+ P8 A# m- D电性能测试与分析

扫描声学显微镜（C-SAM）
6 n- b. w/ O, [) y; P
热点侦测与定位
* Y) l6 F/ U, P- ~: e
失效复现/验证
# n" _) m! T7 E6 C
3 t( q; Y# {8 S- F, N" [& ]# r

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失效分析意义帮助生产商了解产品质量状况

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可靠性降低维护成本