PCB及PCBA失效分析

scott88

1、简介
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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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( ?5 A4 m; D% a3 V8 S$ ^2、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。

  n0 M' N. t5 u& f' e3 r3、失效分析意义
: @# _/ P0 i9 Z  X3 w1 `5 N
/ |! Q( A9 Z" a& w2 o: G( h1. 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；
* Q& A% _* H& A3 V7 c" y
2. 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；

4. 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：

. F( m# p- ^/ H; R刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板

2 b3 {4 u1 i* r  F- T  I# v4 \通讯类PCBA、照明类PCBA

# M$ p, w8 a' u: o& _* k% [. \4、主要针对失效模式（但不限于）

: \. v" p3 H* b# f+ ~2 w0 f0 \+ s0 A& M爆板/分层/起泡/表面污染
# S% x$ T& D. Q; V
- c: J" d, p5 C7 a9 y开路、短路
  o9 g- ~- W8 m# u) W# V
. p* C# d. ^3 A$ d  Y焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良

6 a0 ~$ n+ L$ T4 B2 D6 o腐蚀迁移：电化学迁移、CAF

! i' Z% @8 w% D- A% E& j+ F$ }8 Q8 X5、常用失效分析技术手段
% h. @5 X. N7 Y( J; {
7 m& B- R1 s/ b& M7 w成分分析：
1 q( O9 d: B1 O% W6 t. {: ^
显微红外分析（Micro-FTIR）
4 S: J( Y# K+ X( [2 _/ o# ]
扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）

俄歇电子能谱（AES）
: q/ u) a$ f& I! Q) x6 T
  `% x0 V) X$ Q; j/ J+ g  m3 j飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）
( V  j6 e& e0 Q) \6 l8 c5 ~1 \
热分析技术：

0 `6 z" F9 U9 f: l) v4 k差示扫描量热法（DSC）

7 V' i1 @: [% u& s+ \热机械分析（TMA）

热重分析（TGA）
7 T4 x! z0 x6 l6 Z2 U
动态热机械分析（DMA）

4 A' w. W- p; u% Z) r5 N导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
5 S. Q7 Q- j& l  e4 c
离子清洁度测试：
% @" ]# f7 C5 q% }7 V+ {
NaCl当量法

阴阳离子浓度测试
4 S7 S; _1 Z: o1 X9 |
应力应变测量与分析：

+ t& |+ }7 V0 g热变形测试（激光法）
0 }, Y# c  y, g# V3 r6 a
, v, S; d, V( G8 _( i" [应力应变片（物理粘贴法）

$ q. y( X. L; S7 N. y5 p3 N: Q破坏性检测：

金相分析

染色及渗透检测
5 M/ W/ c- P- l3 N+ ^: W
聚焦离子束分析（FIB）
# l& {4 Y0 F0 c
离子研磨（CP）

无损分析技术：
7 _+ M7 s% @: D2 I3 D
" ?5 \" W; G2 ?) Q1 dX射线无损分析
; [4 ?* e, h7 c. v
电性能测试与分析

扫描声学显微镜（C-SAM）
; P$ u9 w, X9 C, i
+ X$ y# U4 _  ?) p3 R* a热点侦测与定位
; K7 T  s# F( C/ m
失效复现/验证

" Q# }# j5 k' d; B" W% P: U

kikkgl

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