PCB及PCBA失效分析

scott88

1、简介

# y: P9 Q( R  Y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。

: f: b4 u6 u  b5 V2、服务对象

$ H/ ~4 K, L2 w, D6 G9 I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、失效分析意义

* T6 a0 E$ @4 D! ~- b9 i; B) _/ F1. 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；
: }  \" G- t' w
% O8 F7 i. B' A$ ?0 _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；
* j; S" D  S3 z
! L3 V2 O% y* L0 E% z3. 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；

6 b3 o/ f/ Y" I0 }0 ^2 X$ Z3 d9 Q4. 明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。

1 u$ S9 J$ ^: p- V6 t分析过的PCB/PCBA种类：

刚性印制板、挠性印制板、刚挠结合板、金属基板
% x7 \' w( p1 H: O! k8 ~
" j( q4 [7 M/ F通讯类PCBA、照明类PCBA

4、主要针对失效模式（但不限于）
4 ]6 q% d$ V! \( L
爆板/分层/起泡/表面污染
& k( c4 ~+ d& H+ N- ]1 a0 y6 m! q# {
& X5 T$ f, s+ M* f& p+ c开路、短路

: t# V9 c# l* `7 P/ m% R焊接不良：焊盘上锡不良、引脚上锡不良

; L. M3 Z( h( v6 l: V; c腐蚀迁移：电化学迁移、CAF
8 |3 H) B5 j: r. f, ~& V( J; y
5、常用失效分析技术手段

4 ]" Y4 z. v+ d; b) }成分分析：
- u- P3 H/ F3 }$ t) @" t2 q, w
- e* s0 ^7 J6 d- _1 _1 T0 S5 S显微红外分析（Micro-FTIR）
& X) ?- w% U1 @" _# Q8 R& k8 @
扫描电子显微镜及能谱分析（SEM/EDS）

俄歇电子能谱（AES）
  E1 x% I/ ^3 f
飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）
. a5 |/ S; Y- f6 c) R
% G( X& O. t1 L8 [) v热分析技术：

5 ?* T& b+ o! E差示扫描量热法（DSC）

! s7 ]* O/ n( {热机械分析（TMA）

4 m4 s+ a/ V- K$ }热重分析（TGA）
: k! p  C! V- v( z
动态热机械分析（DMA）
7 s6 N, _- x: F# s! D  I; _: @
/ p0 U0 W# [# S导热系数（稳态热流法、激光闪射法）
( G! \, Q* X' {3 F- @; k' F
! W7 ^' w' ~9 G) R" \. K' N离子清洁度测试：
: J- W) I" N6 M
( _- `$ f; \* |NaCl当量法

$ r1 y. `7 k9 Q5 H阴阳离子浓度测试
& e: c0 J; k: s! o$ [1 S
应力应变测量与分析：
' p* r8 n' W: G3 ?/ w* T# \
+ J! l9 _+ A+ P' H% G热变形测试（激光法）

应力应变片（物理粘贴法）
" @9 @7 e% {& A  k
" A  v; [( X) m$ ~- N破坏性检测：

- z, Y: R$ i3 M3 x) X& S+ [/ n金相分析

染色及渗透检测

( l1 F" s+ j$ }5 x聚焦离子束分析（FIB）

0 I8 P  Z$ ]  H8 v# N* o- r* v离子研磨（CP）
$ U$ K) j0 n. q8 n4 k5 B# A2 E& _
无损分析技术：

$ `% g  S) I% y2 R6 r, h) T+ IX射线无损分析
9 V: @8 m" _3 p7 A6 y: w
$ Q6 @% E) B/ V4 x3 M电性能测试与分析
/ w+ E/ P# S! I. a& s$ _1 E
$ y6 ?6 Z; y! m扫描声学显微镜（C-SAM）
" e: Z8 e4 b2 _1 k- s( H
2 v) v7 d. `+ ~  U, u+ f) {. f热点侦测与定位
- H5 ^4 ^& Z+ p6 v1 \0 H
' r. i3 q% f; o. z5 T9 {% s失效复现/验证

4 G: H+ i$ V1 U3 C  `) D7 j

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