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。

) i& I1 x( Q1 M' `$ K- M6 A2、服务对象

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 j$ ?- F, }: K7 d2 m' r
3、失效分析意义
  L1 x% Q4 q( f$ a
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；
9 E) ]# F/ q& x9 Z
3 j. U( J. Y, y2. 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；
0 A6 g5 S1 C/ j1 F& t9 }" A2 [9 E
; o" N1 A1 R3 z. T7 }. D/ S3. 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；

' a$ q: Y! H9 T; o- a. N4. 明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。

- V5 R# P- f, b% W: O  k) {" ^! ?分析过的PCB/PCBA种类：
# L7 K8 G( P3 m3 l; G+ ^" ]
刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板
' a! L) G& K- U; f' a+ _
通讯类PCBA、照明类PCBA
" Y) P: c$ v6 r$ U
4、主要针对失效模式（但不限于）

/ K, b2 \4 J; L7 U爆板/分层/起泡/表面污染

开路、短路
" r5 f2 \+ j( M  Y: `
焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良

5 ~2 b: C" ~. ]3 e腐蚀迁移：电化学迁移、CAF

5、常用失效分析技术手段
$ s9 c" q% ~$ S7 @% u
0 P  {& ^' v$ W$ \- q成分分析：

显微红外分析（Micro-FTIR）
6 B$ v- |1 s' t; i+ x" ~) N
9 ^$ k, j* Y6 S2 Q扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）
9 e  u1 }+ U- ~8 r5 f) v
' h4 L: b0 L/ p3 K/ f8 J俄歇电子能谱（AES）
0 T5 T, M* f0 U/ m& K. @# N
5 Q7 W( [! q9 e" y飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）
/ c; h5 v) Y; s$ H' W% X
7 b+ T! }: J6 }热分析技术：
5 ^  O2 w7 F4 O  ]8 e4 X
差示扫描量热法（DSC）
' Z( n# |% a% L; H) ~1 n0 r
热机械分析（TMA）

热重分析（TGA）

动态热机械分析（DMA）
& g; o* v, k/ y* _& x
9 X9 y' c: {0 e- M( Q4 y导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
. y4 W& I& j! D8 C5 `2 X4 D2 j3 |+ R
离子清洁度测试：

NaCl当量法
  J1 _* w! ~* E+ D# |. s
5 E- q. y5 y) R/ U  A: U阴阳离子浓度测试
7 l; j! X# k( }, Q# g6 q, ?; ?- \! ^
$ c, R3 e, F4 \) n应力应变测量与分析：

热变形测试（激光法）
% V% ^# j6 a) d
" e( _7 U; M- O9 x4 f  C: ^" }2 R应力应变片（物理粘贴法）
8 g, Z( x) A$ g! P* r) b$ Q& |' g
  }  Q! L: {/ h) h( j3 c2 f破坏性检测：
( q% t! e2 K. m0 [
: j5 X9 M$ Y7 X3 U金相分析

染色及渗透检测
' d/ E- b9 m' l& o& n- y: ~) q/ \
( o& I/ `: s) ^5 S/ K% y  j聚焦离子束分析（FIB）

离子研磨（CP）
) O7 {, y3 P0 v
5 ?$ m* d$ P0 m! t5 k- R8 o无损分析技术：
+ x+ s: f6 c! F
: s4 o1 \! R( g; t+ w4 I! ^- FX射线无损分析
. p# g" E- `) c
电性能测试与分析
& [* H! f2 c! {7 E; \
& _1 y# K2 H( o& ]6 g扫描声学显微镜（C-SAM）

' p1 }. _( s( }7 r; _热点侦测与定位

4 G2 ~0 p! x& y( S* u- w# Z( I失效复现/验证

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