浅谈pcb失效的几种分析技术

PCB做为各种各样电子器件的媒介与电源电路数据信号传送的核心区早已变成电子信息技术商品的较为关键而重要的一部分，其品质的好与坏与稳定性水准影响了整体机器设备的品质与稳定性。

伴随着电子信息技术商品的微型化及其无重金属无卤化物的节能环保规定，PCB也向密度高的高Tg及其环境保护的角度发展趋势。可是因为成本费及其工艺的缘故，PCB在生产制造和运用全过程中出現了大批量的无效问题，并因而引起了众多的品质纠纷案件。

为了更好地搞清楚无效的缘故便于寻找解决困难的方法和分辨义务，务必对所造成的无效实例开展失效分析。捷多邦pcb为各位梳理了下列技术性！

失效分析的基本上程序流程

要得到PCB无效或异常的精确缘故或是原理，务必遵循基本上的标准及剖析步骤，不然有可能会跳开珍贵的无效信息内容，导致剖析不可以再次或很有可能有不正确的结果。

一般的基础步骤是，最先务必根据无效状况，根据信息收集、软件性能测试、电气性能检测及其单纯的外表查验，明确无效位置与失效模式，即无效精准定位或常见故障精准定位。针对简洁的PCB或PCBA，无效的位置非常容易明确。可是，针对比较繁杂的BGA或MCM封装形式的元器件或基材，缺点不容易根据显微镜观察，一时不容易明确，这个时候就要依靠多种措施来明确。

然后要开展无效原理的剖析，即应用各种各样物理学、有机化学方式剖析造成PCB无效或缺点造成的原理，如虚焊、环境污染、机械设备损害、湿冷内应力、物质浸蚀、疲惫损害、CAF或正离子转移、内应力负载这些。

再有就是无效根本原因，即根据无效原理与制造全过程剖析，找寻造成无效原理产生的缘故，必需时开展实验认证，一般尽应当很有可能的开展实验认证，根据实验认证可以寻找精确的诱发无效的缘故。这就为下一步的改善给予了深入细致的根据。

最终，便是依据剖析过程中所得到实验数据信息、客观事实与结果，定编失效分析汇报，规定汇报的证据确凿、逻辑判断严实、逻辑性强，切勿故弄玄虚。

剖析的环节中，留意应用统计分析方法应当从简易到繁杂、从里到外、从来不毁坏试品再到应用毁坏的基本准则。仅有那样，才可以防止遗失重要信息内容、防止引进新的人为因素的损坏原理。

就如同道路交通事故，假如安全事故的一方毁坏或逃出了当场，在很高的警员也难以做出精确义务评定，这时的交通规则一般就规定逃逸者或毁坏当场的一方担负所有义务。

PCB或PCBA的失效分析也一样，假如应用电铬铁对无效的点焊开展焊补解决或大剪刀开展超强力裁剪PCB，那麼再剖析就找不到方向了，无效的当场早已毁坏了。特别是无效试品少的情形下，一旦毁坏或损害了无效当场的自然环境，真真正正的无效缘故就没法得到了。

失效分析技术性

显微镜

显微镜适用于PCB的外表查验，找寻无效的位置和相应的证据，分析判断PCB的失效模式。外型查验关键查验PCB的环境污染、浸蚀、爆板的部位、电源电路走线及其无效的周期性、如果是批号的或者某些，是否一直集中化在某一地区这些。

X射线 （X-ray）

针对一些不可以根据外型查验到的位置及其PCB的埋孔內部和别的內部缺点，只能应用X射线透视图系统软件来查验。X光透视图系统软件便是运用不一样原材料薄厚或者不一样原材料相对密度对X光的吸湿性或透过率的不一样基本原理来三维成像。该技术性大量地用于查验PCBA点焊內部的缺点、埋孔內部缺点和密度高的封装形式的BGA或CSP元器件的缺点点焊的精准定位。

切成片剖析

切成片剖析便是根据抽样、嵌入、切成片、研磨抛光、浸蚀、观查等一系列方式和流程得到PCB截面构造的全过程。根据切成片剖析可以获得体现PCB(埋孔、涂层等)品质的外部经济结构特征的丰富多彩信息内容，为下一步的质量控制给予不错的根据。可是该方式是毁灭性的，一旦开展了切成片，试品就必定遭受毁坏。

扫描仪声学材料光学显微镜

现阶段用以电子封装或拼装剖析的主要是C方式的超声波扫描仪声学材料光学显微镜，它是运用高频率超音波在原材料不持续页面上反射面造成的震幅及位各相正负极转变来三维成像，其扫描仪方法是顺着Z轴扫描仪X－Y平面图的信息内容。

因而，扫描仪声学材料光学显微镜可以用于检验电子器件、原材料及其PCB与PCBA內部的各种各样缺点，包含裂痕、分层次、参杂物及其裂缝等。假如扫描仪声学材料的工作频率总宽充足得话，还能够立即检验到点焊的内部结构缺点。

典型性的扫描仪声学材料的图象是以鲜红色的警告色表明缺点的存有，因为很多塑胶封装形式的电子器件应用在SMT加工工艺中，由有铅转化成无重金属加工工艺的环节中，很多的湿冷流回比较敏感问题造成。

即吸湿性的塑封膜元器件会在更多的无重金属加工工艺溫度下流回时发生內部或基材分层次裂开状况，在无重金属加工工艺的高溫下一般的PCB也会经常发生爆板状况。这时，扫描仪声学材料光学显微镜就凸显其在双层密度高的PCB无损探伤层面的尤其优点。而一般的显著的爆板则只需根据估测外型就能检验出去。

显微镜红外线剖析

显微镜红外线剖析是将红外光谱与光学显微镜结合在一起的统计分析方法，它运用不一样原材料(主要是有机化合物)对红外光谱不一样消化吸收的基本原理，分析材料的化学物质成份，再融合光学显微镜可使能见光与红外线同环路，只需在由此可见的视场角下，就可以找寻要剖析少量的有机化学污染物质。

要是没有光学显微镜的融合，通常红外光谱只有剖析试品量较多的试品。而电子器件加工工艺中许多状况是少量环境污染就可以造成PCB焊层或导线脚的可锻性欠佳，可以想像，沒有光学显微镜配套设施的红外光谱是难以处理技术问题的。显微镜红外线剖析的适用范围便是剖析被焊面或点焊表层的有机化学污染物质，剖析浸蚀或可锻性欠佳的缘故。

扫描仪透射电镜剖析（SEM）

扫描仪透射电镜(SEM)是开展失效分析的一种最有效的大中型电子显微三维成像系统软件，最常见作外貌观查，目前的扫描仪透射电镜的作用早已很强劲，一切精细结构或面特点均可变大到几十万倍开展查看与剖析。

在PCB或点焊的失效分析层面，SEM关键用于作无效原理的剖析，具体说来便是用于观查焊层表层的外貌构造、点焊金相组织、精确测量金属材料间化物、可锻性涂层剖析及其做锡须剖析精确测量等。

与显微镜不一样，电镜三角形的重心的是电子器件像，因而仅有黑与白双色，而且电镜的试件规定导电性，对导电介质和一部分半导体材料必须喷金或碳解决，不然正电荷集聚在试品表层就危害试品的观查。除此之外，电镜图象景深效果远远地超过显微镜，是对于金相构造、显微镜断口及其锡须等不整平试品的关键统计分析方法。

热分析

差示扫描仪量热仪(DSC)

差示扫描仪量热法(Differential Scanning Calorim- etry)是在程序流程温度控制下，精确测量键入到成分与对照品成分中间的输出功率差与溫度(或時间)关联的一种方式。是科学研究发热量随溫度转变关联的统计分析方法，依据这类转变关联，可科学研究分析材料的电学及热学特性。

DSC的使用普遍，但在PCB的剖析层面适用于精确测量PCB上常用的各种各样纤维材料的干固水平、玻璃态转换溫度，这两个主要参数决策着PCB在后面加工工艺流程中的稳定性。

热机械分析仪(TMA)

热机械设备剖析技术性(Thermal Mechanical Analysis)用以程序流程温度控制下，精确测量固态、液态和疑胶在热或机械设备力功效下的变形特性。是科学研究热与物理性能关联的方式，依据变形与溫度(或時间)的关联，可科学研究分析材料的电学及热学特性。TMA的使用普遍，在PCB的剖析层面适用于PCB最重要的2个主要参数：精确测量其线形膨胀系数和玻璃态转换溫度。膨胀系数过大的板材的PCB在电焊焊接拼装后经常会造成镀覆孔的开裂无效。

热重分析仪 (TGA)

热重法(Thermogravimetry Analysis)是在程序流程温度控制下，精确测量成分的品质随溫度(或時间)的转变关联的一种方式。TGA根据高精密的电子分析天平可检测成分在程序控制变温全过程中产生的微小的品质转变。依据成分品质随溫度(或時间)的转变关联，可科学研究分析材料的电学及热学特性。

在PCB的剖析层面，适用于精确测量PCB原材料的耐热性或分解反应溫度，假如板材的分解反应溫度太低，PCB在通过电焊焊接环节的高溫时可能产生爆板或分层次无效状况。

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