PCBA 是由PCB 和各种电子元件组成的系统。PCB 的主要材料是玻璃纤维和环氧树脂的复合材料，分为单面板，双面板和多层板。
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PCBA 故障特征3 m; X7 `5 w' L6 T0 y
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1. 机械损伤; r+ E4 x4 X$ v# Z+ u D/ j
由于受到弯曲，扭曲等应力作用，可能会使元件损坏。对于SMD 组件，可能使一些元件焊点处开裂或者元件损坏，在有通孔的 PCB 上，元件的封装可能被破裂，或引脚从元件主体上脱落。
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# L$ j: s. @! h7 g) ]2. 热损伤
8 o* c. Y2 t) f4 A7 o9 S2 s- 施加到线路板上的电压过高造成过大的电流，对于较小的线路或元件，它们的功耗消耗能力，导致过电损伤（EOS）；; G$ i( Y6 I% Z! T$ u
- 设备外部热源导致的损伤；/ K$ W# u0 y% Q8 h3 `7 X9 R5 E( |( T+ r
- 元件故障引起热损坏（长时间的高温导致环氧树脂将碳化变黑）, _* H- g* N" a
8 e5 w: p" m3 w/ z3. 污染
3 N8 N+ s! i, u& D5 U& T- 助焊剂没有清洗干净；
N. y, O/ V7 {( g% {+ ?- 处理时留下指纹，尘土或清洗液；$ P$ Z B: H( Q1 r
- 来自装配时的金属碎片或焊料搭桥；
8 c5 T+ X8 ]2 q$ t5 P0 J" x/ C- 在贮存，设备安装或运行期 间遭遇被污染的大气；8 y" d. S2 Y& U; ]- W6 Y
- 环境中的湿气或盐分。环境中的污染物能 够导致铜线路的侵蚀，使绝缘性下降。污染物 * }0 i- O: b% |* t& G
可引起铜线路的侵 蚀，经过长时间，污染物可能引起金属迁移现象，有两种形式：晶须生长和枝晶生长。 / w- v3 Z! s' D/ [" x5 [
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鉴别污染物时，最常用显微镜和 SEM ，EDX，或者用FTIR，SIMS，XPS 之类的技术。4 `! Z$ i, C! [) N5 \
2 G. S( x& N7 v( P- y% X4. 热膨胀失配( h1 {0 a; I D. m* e8 D
当把具有不同的热膨胀系数材料物理连接在一起时，它们的尺寸随着温度而变化，尤其是温度巨变时，会引起机械故障。$ H9 S. b: s* h' Y4 G% o# F9 \
8 U1 W+ a& R! ?- D5. PCB 上的组件互联故障
2 L0 G; z# `3 p( d0 m! ?8 N9 v! ^互联故障多发生在焊点上，多层板间的分界面上以及焊盘连接处。若干层与通孔之间的气孔以及线路中的裂缝等导致连接失效。焊料中的污染物也能造成焊点不牢固，可引起焊点裂缝。热应力，机械应力和工艺问题都能引起互联故障。另外挥发性有机物VOC 受热膨胀可造成气孔或开裂， 进而引起连接故障。
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PCB 失效分析步骤
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1.目检
$ |( O; \2 {2 a基片上的裂缝表明存在弯曲等应力，过热或变色的线路是过流的一种标志。破裂的焊点暗示可焊性的问题或焊料的污染，若干焊点具有灰暗的表面或过多，过少的焊料，这些特征是存在焊接技术差，污染物或过热的标志，任何脱色都可能意味着过热。焊料再流产生气孔意味着高温。
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2. X 射线 + C3 X# \, t3 j- V" K" x. `7 U5 R
检查任何断开/短接或线路的损坏，未完全填充的通孔，位置未对准的线路或元件焊盘。 ) \' B' y+ w" ^( h% _
3. 电测量 & g- m& w; \2 z
用于确认开裂和断裂的焊点，由污染物引起的漏电，可以加电压测电流，但要限制电压在合理范围。在测试过程中施加一些应力可能发现一些间歇性异常。
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4. 断面分析 2 D/ o: j$ V' w
对于焊点和多层板内部的缺陷，可以用制备金相样品的方法来检查。 + o& v' F& i. I" c+ \. F" f
5. SEM 和EDX
/ X% `/ T1 Z9 e0 _( D基片表面上的污染物可以应用SEM 来鉴别，污染物可能出现在板的表面或共形涂层的下面，有时必须先除去共形涂层而不要影响污染物，氯，氟，硫，和溴是关心的元素，溴是某些材料中起阻燃作用的阻燃剂成分。可以用EDX 检查焊点是否存在污染物，硫，氧，铜，铝和锌都是可能导致焊点出现问题的污染物，由污染物引起的焊点破裂，经常发生在元件引脚与焊料界面处的金属间化合物中。 . g: c! {/ R i% l q X( L* m
除去共形层的方法：
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1. 用溶剂溶解，二甲苯，三氯乙烷，甲基乙醛酮和氯化亚甲基之类的溶剂可以去除共形层，但不要损伤板子或污染物。
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# |7 i' t/ G1 W% Q! o! L7 B5 ^2. 热分离，采用可控的低温加热方法，对厚涂层这种方法最好，热直接加到涂层上使其与基底材料分离。 ) }: v& Y- \- C3 _- S# k
8 S$ |+ k0 w5 ~: r3. 磨掉，用类似喷砂处理的喷射设备除去那些不可能用溶剂融掉的涂层。 ' D. K7 Z5 m+ x' S8 u, q# n* @4 m
+ @/ \6 a# H% o2 ]+ ~( l0 D( v6 m4. 等离子腐蚀， 将板子放在真空室中，用低温等离子体去除涂层，这种方法对聚对二甲苯的去除很有效。6 W s6 w, T! C: K
绝缘电阻测试：
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: e8 L0 s' [) l4 N& ^4 k绝缘电阻的降低，可能是枝晶生长，污染物和其他问题造成的结果。根据绝缘测试规范进行。PCB 的绝缘性对于相对湿度极为敏感，尤其是已被污染的，一般绝缘故障都在1兆欧以下，以下是鉴别绝缘电阻问题的一些指导方针：
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- 进行测量前，PCB 应当暴露到它所经受的湿度水平上。
4 c9 D; M0 |# K; ^$ F7 l( Q- 一些电路可能需要物理隔离，以便脱离整个电路系统，这是为了使单个线路测量更准确，复杂元件或电路区域可能需要移除，以便调查所关心的故障部位。 & a: L Z# { ]9 f: ]
- 在显微镜下仔细检查以确认漏电或污染物的实际来源。
6 s* c2 g- J% S' U' v: r$ m- 要用低电压技术进行测量以免损坏器件。
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发表于 2020-11-20 14:59
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