找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 337|回复: 1
打印 上一主题 下一主题

PCBA故障特征_PCB失效分析步骤

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2021-9-27 13:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您登录!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
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。% a: w3 r1 v+ q$ H# {- n7 H
$ R) m2 n4 f* [  [
PCBA故障特征& W- {- K3 ^. N  V; x1 O
9 s6 o5 V. g4 t6 I3 b8 a( b2 C
1.机械损伤/ E5 f4 h9 U# j7 A' B; w% f$ A

0 b, p7 T1 k+ L7 \' k5 i9 Y, h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。
4 [& q- {, i: F+ F$ q& T
6 i3 [1 E3 e7 |2 V+ R8 ?2.热损伤
  Q2 g: a# L. F& U% J
! \+ P- W- ^2 t3 v9 e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);
$ o! q. |8 s; l
! Q! w* ?) D9 k设备外部热源导致的损伤;( U' [% W$ N0 `

5 C1 k) w3 d; Z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), k- d* |0 M* Z5 o& E7 b* U
6 p- u1 u6 I+ s0 Z2 r
3.污染# j( }- _3 }. z- B) w
/ _3 G% ]1 r& }4 W
助焊剂没有清洗干净;
: m0 X0 F' k% P7 A/ \) U! |
& m7 D/ Z7 K8 k* B8 H, O处理时留下指纹,尘土或清洗液;
- a  c; f9 R' [, ?5 M, j6 w; y' o1 z* t, c& J
来自装配时的金属碎片或焊料搭桥;
1 L; H4 @/ Q3 g6 r, v: F9 B
9 ?) ?' m0 I) |* G在贮存,设备安装或运行期间遭遇被污染的大气;
7 m9 u( J' C- R8 R% p( \
! C5 ?. u5 M! d; \; q/ D( P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。- }( A5 k, D8 M. Y5 ?% M; X
2 L2 r! \  C3 L, }
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。
2 r% Z/ b7 v! P5 r2 @' O! Q- A$ \' M, \& X$ ^1 r; t! B1 Q* S
4.热膨胀失配" E% U4 [& v4 ^" ^
. e  g# ^- m8 Q( D" V2 k0 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。
" b1 c0 B4 E, `" Q4 P
6 p* L/ V) T4 N) ~9 Z; v5.PCB上的组件互联故障
5 z6 ]* _# a) z  a* G1 B. C
+ N0 u  T1 y( g* v- W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。
7 l" |" z8 I$ L* l5 Y/ c
: Y; y4 J4 g" X; ?PCB失效分析步骤5 q% H$ X8 w8 b, u

6 t2 |& p. m8 v1.目检
5 s9 ^* w' J7 v
2 L3 X9 e  t+ t8 X% E$ ], [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。
9 a$ S6 {( v) a; @5 }4 E3 g8 n5 v; Z& O9 x! V( }3 p& u
2.X射线* E2 f4 v" ^% Z  L1 [
% |$ U) y- B; 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。( j" p+ H- k9 J$ X, r8 q- A
% I$ k/ `+ a& f- E% v# `
3.电测量
$ U3 b; ]! E* c: _+ r5 T
; ]+ k' T! m; s0 X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。
/ J0 I8 s2 z& _) Q7 U
2 O% _. c. u* j$ B4.断面分析
9 t! @" I9 C0 V4 x) z& T; L) H2 w6 |" ^( H% H# e4 T2 X( `
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。
- ^0 A3 l# `1 ]) {" r+ L$ L
% w! G$ N7 g0 P5.SEM和EDX+ [1 M* O" J$ z; ]5 @

0 @- V. r* ]1 K, x  D5 r' o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。; E$ R+ ^" k: h' I
; o$ _- X9 _& A
除去共形层的方法:9 s8 A. h1 \4 S3 v3 Y7 w
# `+ w! l' ^: y/ i
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。# W/ H" \7 I6 n* b

  I. q9 D' F+ K. X3 W6 V& |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。
; @5 P( P" H) R7 G0 P' a5 G
2 u# q/ ?- u# l( n, a' f5 h; L3.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。
6 F/ W, A6 M5 x' w0 o6 d! d; T% r' V
4.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。% w8 `5 q2 W' ^; f8 P4 U1 U
# v( t6 E7 X* E. t& F5 }) m! O
绝缘电阻测试:
: t0 q2 U/ e  m; U/ y+ F6 h
+ ]  A' V# i, ^' s1 D0 ^4 u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:
. m; f, T7 J, _) D5 Z5 H
3 B4 U" \  ^5 v# k- y* ~/ t进行测量前,PCB应当暴露到它所经受的湿度水平上。- e. Z9 O& X$ Q( ]4 s
0 N" v) h% c; |8 E* T3 A% \% ?
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。6 {) C5 r1 s6 Q4 m6 C  e
( G# k5 s# ]1 q, S0 b
在显微镜下仔细检查以确认漏电或污染物的实际来源。
/ P! |$ V7 ]7 F! B# ~% Y2 z- A0 E3 G! f, @: j/ {
要用低电压技术进行测量以免损坏器件。* n" V: C) b+ b( d" E8 B" k" B

$ P7 `3 e% i% V2 {2 x4 F- C8 ?$ V6 e. ]

该用户从未签到

2#
发表于 2021-9-27 13:51 | 只看该作者
由于受到弯曲,扭曲等应力作用,可能会使元件损坏
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

推荐内容上一条 /1 下一条

EDA365公众号

关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

GMT+8, 2025-6-24 10:40 , Processed in 0.078125 second(s), 23 queries , Gzip On.

深圳市墨知创新科技有限公司

地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

快速回复 返回顶部 返回列表