PCB及PCBA失效分析

scott88

1、简介
$ V, J$ F( `; O" Y# |# |; K, E, T8 S
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。

) ^2 P6 M1 L6 o% d2、服务对象

( v7 g4 q5 R5 t) Q! j* C/ ~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。

3 q! t6 ~3 w8 }2 y3 g/ N8 Z3 i0 t3、失效分析意义

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& @. j, n+ `1 u4 ~$ z+ z; f+ R2. 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；
3 H! d( ^) Q) Z2 r1 o- `3 B
1 n& }' Q7 c4 b" p4. 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：

刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板
, Z1 E: v9 L& X6 j
通讯类PCBA、照明类PCBA
+ r7 k: O: y: @6 M: b
/ S- c- G5 z/ K, o) Z! |4、主要针对失效模式（但不限于）

8 e7 n, Y. R* k. L爆板/分层/起泡/表面污染
& T) o0 `& j9 v
开路、短路
4 h8 P% ^1 l+ s# q3 m
焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良

腐蚀迁移：电化学迁移、CAF
3 z  D# ~" l8 U+ [5 z) t. j
. ~/ t6 u0 g0 v' c$ I8 M/ U7 [5、常用失效分析技术手段
' [9 y1 @3 ~5 F4 E5 a; y3 n+ ]
( C' G5 x! E* W% k成分分析：
% a" p9 _% ?/ C$ ?
& }4 }9 R' ~4 ?7 }6 j9 V. k6 n! l1 `显微红外分析（Micro-FTIR）
& ^0 o* n" T: b  Z( h, E
  F/ }3 [/ \+ j扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）
) k2 k3 V: Q* U
俄歇电子能谱（AES）
* H2 [6 v2 O3 Q" @1 r, O) _
% a! A. J9 H, |( z飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）

) ^- V* ~  O4 r7 I; o: e/ U. w热分析技术：

差示扫描量热法（DSC）

热机械分析（TMA）
) U  }5 c! X) {  d" ]& Z: i' n
热重分析（TGA）
% S! L) e6 T* }
  u/ ^# @0 s0 w" }5 M动态热机械分析（DMA）

导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
9 F6 P  _" z9 B- g, `6 b: q
5 s8 P2 F5 p% _1 m离子清洁度测试：
! U: c7 a! ~' G! A$ j% R+ k% P
; ?+ p3 Z! a/ W' @5 V+ PNaCl当量法

阴阳离子浓度测试

应力应变测量与分析：

. \! v5 g: N4 T/ h$ O4 }& Y' ~热变形测试（激光法）
) H: s- C2 Q# w5 u/ T: |, D
应力应变片（物理粘贴法）

8 ?% W2 A2 w- h  r0 m破坏性检测：
1 ^" I& O# i2 h# E$ {6 K4 N9 N% j
金相分析
1 a7 f+ R, z/ ~5 d' j. T
" ^6 E6 D9 c3 p* D染色及渗透检测

) g- A5 {% z2 H# j聚焦离子束分析（FIB）
5 u/ k; S& f, }* ]4 r
: B, k* D9 P$ \! S离子研磨（CP）
$ Y; N0 L4 Q% r* J
无损分析技术：

7 ^& O7 X1 W# zX射线无损分析
0 j1 b  T; a1 I/ x
电性能测试与分析
" F0 _  b) u2 W6 I! Y( q
扫描声学显微镜（C-SAM）
8 V- h. S; ]) H1 d3 ~. Y# {
* P. o4 m/ y8 h, d热点侦测与定位
7 S# E; U$ Q/ t, m( p7 `# s
) u1 @4 o: s$ q5 l+ C: Y失效复现/验证

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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