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1、什么是PCB/PCBA导通失效
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2 U5 c; f& g& f" ~3 r PCB是为电子组件中各元件提供电气互联的载体,如果其本身存在导通不良的情况,会直接导致互联的元器件功能失效。PCB/PCBA导通失效在指在电子产品组装测试过程中或使用一段时间后,有时会发现PCB的互联导通性能丧失而导致电子组件的功能性失效,直接导致设备故障。- @, t% g% V8 u4 D8 P
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8 h* f* H! H- K& T2、PCB/PCBA导通失效的意义5 {! k8 m8 i% v( w: J L N
9 l8 }: |$ b. \) U- ~ r1 b 印刷线路板PCB由绝缘板、金属导线、连通不同层导线的金属化孔,以及连接元器件的连接盘组成,其主要作用是支撑电子元器件之间的信号联通。理解PCB的导通失效机理、找出失效原因,并进行不断改善变得尤为重要。
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; R& R W; L8 m+ _. x3、PCB/PCBA导通失效机理' }. S( x. f1 n0 O- H
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铜是目前实现PCB导通功能的主要材质,按照制作工艺,主要有3种来源:一是原材料覆铜板蚀刻后的线路图形,二是药水的自催化化学沉积,三是电解沉积。PCB导通性能的优劣在很大程度上取决于制作工艺控制。
4 @7 @1 O9 J" M4 @8 u8 Y 覆铜板蚀刻图形的缺口、毛刺,自催化沉铜的背光不良,电解沉积铜层的质量差,以及在加工过程中对制程控制不当等,都会使最终产品产生导通性方面的失效。6 \- i7 Z" @- |9 A" I7 a# E) }
对于PCB,线路导通介质附着于绝缘介质之上。在使用过程中,PCB往往需要经受各种环境应力(如热应力、不同温湿度等),应力过大或作用时间过长就会引起PCB中的导通介质出现开裂的情况,从而导致PCB或PCBA导通失效。# {. h! S$ d& h3 z- A/ x) M/ C
4、PCB/PCBA导通失效常用分析手段4 {1 p* q* V* N" L1 b. C5 K6 Z
外观检测:金相观察或者SEM分析失效模式确认:X射线测试厚度和XPS、微观形貌观察(SEM)、切片分析、TMA分析污染物分析: 元素分析(EDS)和FTIR光谱分析7 P$ R9 U' S p7 |" R' F
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5、PCB/PCBA导通失效类型案例分析
, u% u- c$ @5 R) {" p2 D: q形成PCB各层互连导通的主要是孔和线路,其中孔又分为通孔、盲孔和埋孔。根据互连导通的位置不同,可以将导通失效分为线路开路、孔开路和内层互连失效3种类型。分别如下:- X( A% X% J5 ]/ S: a* I/ ]
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a.线路开路 ' V7 l) a/ R. u# f% B5 J# w; y
! i9 e7 F4 x7 u3 s5 Z0 f% \3 A 线路开路通常包括两种情况,一是线路缺损导致的开路,二是线路开裂。前者多为线路形成过程中异物附着而出现线路过度蚀刻,导致局部位置线路偏细,在长期使用后发生开路;后者通常由于导线结晶形态异常,无法承受较大的应力而出现开路。, F# h3 i ~4 |/ C) g" `
* B. s! y6 }/ |6 g5 E# ib.孔开路
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( c4 n6 X; U" g- h b9 F, E 根据孔的类型和发生位置不同,孔开路可能发生在通孔、盲孔或孔口。这通常是孔铜结晶形态异常、孔铜偏薄等而无法承受较大的应力,或者板材热膨胀系数CTE偏大导致孔铜断裂所致。
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( \" z _+ _; h) Q9 t* @ ~c.内层互连失效 S* P8 Q, C1 W% e. u7 n
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A& f# h3 X C6 P* N0 p 内层互连失效是指孔壁与内层接合部失效,包括盲孔底部与内层焊盘接合部连接不良、通孔孔壁与内层线路接合部连接不良。内层互连失效通常是钻孔参数问题导致残胶过多、除胶不净、杂物残留、电镀槽液问题等引起的。# x* j8 u4 N x- @* _: z# C5 L4 W
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