| 探針臺 |
2020-03-04 17:22 |
pcb失效分析方法及案例
pcb失效分析方法及案例 R gTrj
PCB作為各種元器件的載體與電路信號傳輸?shù)臉屑~已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關鍵的部分，廣泛的應用于各行各業(yè)。近年來，由于PCB失效案例越來越多且部分失效危害極大。2016年4月通過的《裝備制造業(yè)與標準化和質量提升規(guī)劃》與《中國制造2025》堅持“創(chuàng)新驅動、質量為先、綠色發(fā)展、結構優(yōu)化、人才為本”的基本方針形成對接，說明國家對產(chǎn)品的質量要求越來越高，對產(chǎn)品可靠性把控越來越嚴，因此，其PCB質量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機設備的質量與可靠性。 Z ,}c)
以前只有軍工產(chǎn)品會提出可靠性要求，現(xiàn)在很多民品企業(yè)產(chǎn)品也會提出各種各樣的可靠性要求。不同類型的客戶，不同的產(chǎn)品應用領域對于PCB的可靠性要求也完全不一樣。比如，有的客戶對于PCB的可靠性要求是260攝氏度十個小時烘烤后，仍然能夠滿足PCB電性能要求；有的客戶要求IST循環(huán)250次甚至1000次之后，產(chǎn)品電阻變化率小于10%；有的客戶要求PCBA產(chǎn)品在25g加速度情況下滿足30分鐘的共振要求等等。 o#=@!m
二．PCB失效案例 l[u=_uaYl
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眾所周知，產(chǎn)品的失效會造成較嚴重的經(jīng)濟損失和品質影響，然而PCB失效的模式多種多樣，失效根因也各不相同，例如PTH孔銅的腐蝕失效、HDI盲孔底部裂紋導致的開路失效、分層爆板失效、ENIG產(chǎn)品孔環(huán)裂紋和PCB板短路起火等。加工流程繁冗復雜，可能造成其失效的原因較多。因此，如何快速地定位出PCB的失效根因，并對產(chǎn)品的各項性能進行優(yōu)化提升，已成為PCB行業(yè)的重要課題之一。以下列舉近年分析測試實驗中心在大數(shù)據(jù)計算、航海及醫(yī)療領域相關的失效分析案例： X &s"}Hf
① PCB燒板失效 #d;/Me
2015年某大型數(shù)據(jù)中心反饋，每月會有1臺或2臺設備發(fā)生起火燒板的現(xiàn)象，急需快速找到起火原因： g8L{xwx<
對失效現(xiàn)場進行觀察，燒板起火點位置集中在硬盤連接器的安裝孔區(qū)域，安裝孔區(qū)域的孔壁銅層和定位錫柱完全被燒毀。分析發(fā)現(xiàn)NPTH孔孔壁金屬化，在加電工作過程中，發(fā)生CAF失效，最終導致短路起火。 : oO
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CAF生長原理：當PCBA在一定的溫濕度條件下，帶電工作時，在兩絕緣導體間有可能會產(chǎn)生沿著樹脂和玻纖的界面生長的CAF，最終導致絕緣不良，甚至短路失效。CAF產(chǎn)生原理如下： " `Mowp*
產(chǎn)生CAF的三個先決條件：①一定的溫、濕度條件；②兩絕緣導通間存在的電勢差；③有供銅離子遷移的通道。 nC ( <eL
實驗復現(xiàn)：對實驗板絕緣電阻失效模塊進行穩(wěn)壓12V的加電測試，試板在接通電源的瞬間即短路起火，持續(xù)通電，試樣會持續(xù)起火碳化（該試驗有視頻記錄）； lNba[;_
改善方案：①加大內(nèi)、外層孔環(huán)到導體間距設計至300μm；②更換高Tg基材，保證其具備良好的耐熱性和耐CAF性能。 f S-PM3
② 化學沉鎳金板孔環(huán)裂紋失效 J`xCd/G
2017年某跨國SMT貼裝客戶反饋，其在業(yè)內(nèi)采購的所有ENIG板的PTH孔在回流焊接之后，測試孔孔環(huán)出現(xiàn)腐蝕發(fā)黑現(xiàn)象，探針測試無法通過，全面停線，需要進行失效分析。 t5;)< N`
除了影響探針的接觸性能外，PTH孔的裂紋缺陷還會導致銅層被腐蝕，降低PCB的耐腐蝕性能，也會給產(chǎn)品的可焊性帶來較大的失效風險。 p`
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