PCB分层起泡失效案例分析
PCB回流后出现爆板分层失效分析
PCB回流后出现爆板分层失效分析1.设计问题：PCB设计时，如果在板子上的高温区域没有经过适当的隔离或散热设计，就可能在回流过程中产生过多的热量导致分层失效。
此外，如果板子上的器件密度太高，导致局部区域导热不良，也会导致分层失效。
2.PCB材料问题：PCB材料中的玻璃纤维布和树脂会随着高温的作用而膨胀，如果PCB的设计和制造过程中没有考虑到热胀冷缩的因素，就可能导致分层失效。
此外，如果PCB中使用的材料质量不佳或者存放时间过长，也会导致分层失效。
3.制造工艺问题：PCB的回流过程中需要经历高温高压的环境，如果工艺控制不好，如回流时间过长、温控不准确等，就可能导致分层失效。
此外，如果回流过程中的机械振动过大，也会导致PCB的分层失效。
4.焊接材料问题：回流焊接中使用的焊锡材料可能会对PCB的分层造成影响。
例如，焊锡材料的成分与PCB材料相兼容性差，就容易导致分层失效。
此外，焊接过程中使用的流动剂，如果使用过量或者不合适，也会对PCB的分层造成影响。
对于出现爆板分层失效的PCB，以下是一些可能的处理方法和预防措施：1.设计时应考虑合理的散热设计，确保高温区域有良好的散热和隔离措施。
2.在PCB的设计和制造过程中，应考虑玻璃纤维布和树脂的热胀冷缩因素，合理选择和使用材料。
3.在PCB的制造过程中，严格控制回流焊接的工艺参数，确保回流时间和温度的准确控制。
4.对于焊锡材料的选择，应考虑其与PCB材料的兼容性，避免因为焊锡材料导致的分层失效。
5.合理使用流动剂，避免过量使用，以免对PCB的分层造成影响。
总之，PCB回流后出现爆板分层失效的原因可能多种多样，需要从设计、材料、制造工艺等多个方面综合考虑。
只有在每个环节都做好细致的控制和预防措施，才能有效避免爆板分层失效的问题。
电路板温冲后三防涂覆层起泡现象分析
电路板温冲后三防涂覆层起泡现象分析电路板是电子产品的重要组成部分，为了保护电路板免受潮湿、腐蚀和机械损伤等因素的影响，通常会在电路板表面进行三防涂覆。
然而，使用三防涂覆层后，有时会出现起泡现象，这会导致电路板的性能下降甚至无法正常工作。
本文将对电路板温冲后三防涂覆层起泡现象进行分析。
首先，要了解电路板温冲对三防涂覆层的影响。
温冲是指电路板在使用过程中由于温度的变化而引起的热胀冷缩现象。
电路板在高温环境下会膨胀，而在低温环境下会收缩。
这种胀缩会导致电路板上的材料发生应力变化，进而可能导致涂覆层的脱落或起泡。
其次，要考虑涂覆层的性能和材料。
三防涂覆层通常由聚合物材料制成，具有防潮、绝缘和保护电路功能。
然而，如果涂覆层的质量不过关或者材料选择不合适，就容易导致起泡现象的发生。
例如，涂覆层的粘结力不足、韧性差或者导热性差等问题都可能导致起泡。
此外，温冲过程中的湿度也是一个重要的因素。
电路板在高温环境下，如果层间的湿度过高，就会导致水分蒸发产生气泡。
而温度变化过程中的湿度变化会引起涂覆层表面和背面的温度和湿度差异，这也可能导致起泡现象的发生。
针对上述问题，可以采取以下措施来解决电路板温冲后三防涂覆层起泡现象：1.选择高质量的涂覆材料。
应该选择具有良好粘结力、韧性和导热性的涂覆材料，以确保涂覆层能够牢固地附着在电路板表面。
2.控制温冲过程中的湿度。
在温冲过程中，应该控制层间的湿度，避免水分蒸发产生气泡。
可以使用干燥剂或者加热控制设备来降低湿度。
3.加强涂覆层与电路板表面的粘结。
可以采用表面处理方法，如清洁、打磨或者使用粘结剂等，来增加涂覆层与电路板表面的粘结力。
4.控制涂覆层的厚度和均匀性。
涂覆层的厚度应该控制在合适的范围内，过厚或者过薄都会影响涂覆层的性能，容易产生起泡。
5.进行温度循环测试。
在生产过程中，可以进行温度循环测试来模拟电路板在使用过程中的温冲情况，以确保涂覆层的稳定性和耐温性。
综上所述，电路板温冲后三防涂覆层起泡现象是由于温冲过程中涂覆层受到的应力变化和湿度变化引起的。
第五章 PCB质量保证及失效案例分析
5.3.2 PCB化学镍金（ENIG）失效机理及控制
黑焊盘的由来
ENIG最为PCB和BGA封装基板焊盘表面处理，主要用来防止Cu焊盘 的氧化，并得到可焊接的表面。黑盘是和ENIG处理的相关失效。 在元件组装过程中，焊料对焊盘不润湿，不润湿的焊盘会显著变 黑－－－黑盘的最初来源。 牙签试验 机械性能测试
PCB润湿不良的分类及原因
润湿不良的原因
不润湿： 焊盘严重氧化（通常表面处理工艺有关系） 焊盘受到有机物等污染 焊盘表面存在杂志膜（如不可焊的白油）等物质
反润湿： 焊盘氧化： 焊盘表面处理异常（HASL和ENIG）
注：反润湿和不润湿的最大区别在于直接接触面的可焊性存在差异。
PCB焊盘润湿不良照片
润湿不良分析方法
案例2 PCB短路开路
1 样品描述：所送5种型号的PCB有开路和短路现象。
分析结论
1）PCB电镀工艺不良是过孔开路的主要原因。 2）PCB基材（包含外层粘接材料和内层芯板粘接材 料）PTE偏大，会进一步加剧过孔开路。
2 外观检查
相邻导线 由于铜箔 相连造成 短路
2
2 外观检查
炭膜相连导致短路 3 分析结论
结论： 镍层扩散至金镀层浅表面而氧化以及镍层存在较严重的裂 缝降低了PCB焊盘的可焊性，从而导致焊盘上锡不良。
案例8 PCB焊盘氧化腐蚀导致器件脱落案例
样品外观照片及脱落后焊盘照片
1）金部分未溶解 2）存在锡元素
SEM&EDS分析
未脱落的焊点金相分析 1）存在润湿不良 2）镍层存在腐蚀
SEM&EDS分析
PCB失效分析技术与案例
PCB失效分析技术与典型案例2009-11-18 15:10:05 资料来源:PCBcity 作者: 罗道军、汪洋、聂昕摘要| 由于PCB高密度的发展趋势以及无铅与无卤的环保要求，越来越多的PCB出现了润湿不良、爆板、分层、CAF等等各种失效问题。
本文首先介绍针对PCB在使用过程中的这些失效的分析技术，包括扫描电镜与能谱、光电子能谱、切片、热分析以及傅立叶红外光谱分析等。
然后结合PCB的典型失效分析案例，介绍这些分析技术在实际案例中的应用。
PCB失效机理与原因的获得将有利于将来对PCB的质量控制，从而避免类似问题的再度发生。
关键词| 印制电路板，失效分析，分析技术一、前言PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
随着电子信息产品的小型化以及无铅无卤化的环保要求，PCB也向高密度高Tg以及环保的方向发展。
但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题，并因此引发了许多的质量纠纷。
为了弄清楚失效的原因以便找到解决问题的办法和分清责任，必须对所发生的失效案例进行失效分析。
本文将讨论和介绍一部分常用的失效分析技术，同时介绍一些典型的案例。
二、失效分析技术介于PCB的结构特点与失效的主要模式，本文将重点介绍九项用于PCB失效分析的技术，包括：外观检查、X射线透视检查、金相切片分析、热分析、光电子能谱分析、显微红外分析、扫描电镜分析以及X射线能谱分析等。
其中金相切片分析是属于破坏性的分析技术，一旦使用了这两种技术，样品就破坏了，且无法恢复；另外由于制样的要求，可能扫描电镜分析和X射线能谱分析有时也需要部分破坏样品。
此外，在分析的过程中可能还会由于失效定位和失效原因的验证的需要，可能需要使用如热应力、电性能、可焊性测试与尺寸测量等方面的试验技术，这里就不专门介绍了。
2.1 外观检查外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB的失效模式。
客户端-PCBA铜皮分层起泡分析
异常点可能原因验证方式使用设备要求实际验证结果判定备注铜箔毛面铜牙异常1、撕开分层位置查看铜箔毛面颜色是否正常2、对分层位置铜箔毛面SEM 查看、切片查看放大镜、SEM 设备（电子扫描镜）、切片研磨机、金相显微镜颜色正常铜牙正常颜色正常铜牙正常OK 附件一层间异物撕开分层位置查看放大镜无异物无异物OK 附件一铜箔毛面污染EDX 分析是否污染EDX 设备（X 射线能谱分析）无污染无污染OK附件二塞孔油墨吸湿1、查看分层是否有位于PCB 板多塞孔区域位置规律2、吸水率测试（烘烤前后重量遗失量）烤箱、放大镜1、分层位于多塞孔位置1、分层位于多塞孔位置NG附件三PP 缺胶撕开分层位置查看PP 面是否正常，有无缺胶放大镜无缺胶无缺胶附件一PP 污染对分层位置PP 面SEM 查看，EDX 分析是否污染SEM 设备、EDX 设备无污染无污染附件四PCB 板受潮吸水率测试（烘烤前后重量遗失量）烤箱压合前PP 受潮吸湿、压合抽真空异常有气体残留对分层位置PP 面SEM 查看是否有漏玻纤SEM 设备（电子扫描镜）无漏玻纤PP 表面有漏玻纤异常NG 附件六PP 过期查看物料使用期限及投产时间物控发料记录在限期内使用在限期内使用OK /底铜偏薄异常切片查片底铜厚度切片研磨机、金相显微镜1/2OZ 0.497mil OK 附件七PP 未固化完全TG 点测试验证△TG 外发DSC 测试△TG ≦3℃0.23℃OK附件八PP 来料异常供应商确认分析供应商确认分析铜箔分层PCB 板铜皮分层分析1、撕开分层位置查看铜箔毛面颜色是否正常附件一2、对分层位置铜箔毛面SEM查看、切片查看附件二1、分层位于多塞孔位置附件三2、鼓胀气体位置PP表面漏玻纤附件四附件六附件七△TG＝0.23℃。
渗镀,浸焊起泡,剥离强度不足原因分析及对策
渗镀，浸焊起泡，剥离强度不足原因分析及对策ＰＣＢ刚性线路板及ＦＰＣ软性线路板生产过程中均会时常碰到以下问题：一，线路工段出现干膜或湿膜处理后在蚀刻线路时出现侧蚀，凹蚀现象，导致线宽不足或线路不平整．究其原因不外乎与干湿膜材料选择不当，曝光参数不当，曝光机性能不良．显影，蚀刻段喷头调节，相关参数调节不合理，药液浓度范围不当，传动速度不当等系列可能导致出现问题的原因．然而我们经常会发现经过检查以上参数及相关设备性能并没有异常，然而在做板时依然会出现线路过蚀，凹蚀等问题．究竟是什么原因呢？二，在做ＰＣＢ图形电镀，ＰＣＢ，ＦＰＣ终端表面处理如沉金，电金，电锡，化锡等工艺处理时．我们常会发现做出来的板在干湿膜边缘或阻焊层边缘出现渗镀的现象，或大部分板出现，或部分板的部分地方出现，无论是哪一种情况都会带来不必要的报废或不良为后工段加工带来不必要的麻烦，乃至最终报废，令人心痛！究其原因分析大家通常会想到是干湿膜参数，材料性能出现问题；阻焊如硬板用的油墨，软板用的覆盖膜有问题，或在印刷，压合，固化等工段出现了问题．的确，这些地方每一处都可能引起此问题发生．那么我们同样也困惑的是经检查以上工段并没有问题或有问题也解决了，但依然会出现渗镀的现象．究竟还有什么原因没查出来呢？三，线路板在出货前会做上锡试验，客户当然在使用时会上锡焊接元件．有可能两个阶段均会出现，或在某一阶段会出现浸锡或焊锡时阻焊起泡，剥离基板．乃至做胶带测试油墨剥离强度时，拉力机测试软板覆盖膜剥离强度时即会出现油墨可被明显剥离或覆盖膜剥离强度不足或不均的问题．这类问题客户尤其是做精密ＳＭＴ贴装的客户是绝对不能接受的．阻焊层一旦在焊接时出现起泡剥离现象将导致无法精确贴装原件．导致客户损失大量元件及误工．线路板厂同时将面临扣款，补料，乃至丢失客户等巨大损失．那么我们平时在碰到此类问题时会在那几方面着手呢？我们通常会去分析是不是阻焊（油墨，覆盖膜）材料的问题；是不是丝印，层压，固化阶段有问题；是不是电镀药水有问题？等等．．．于是我们通常会责令工程师务必从这些工段一一查找原因，并改善．我们也会想到是不是天气的原因？最近比较潮湿，板材吸潮了？（基材及阻焊均易吸潮）经过一番苦战，多少能收获些效果，问题暂时得到表面上的解决．然不经意间此类问题又发生了，又是什么原因？那些可能发生问题的工段明明已经查过改善过了呀．还有什么是没注意到的？针对以上属于ＰＣＢ，ＦＰＣ行业广泛的困惑，难题．我们进行了大量的试验和研究，终于发现产生线路不良，渗镀，分层，起泡，剥离强度不足等问题的一个重要原因竟然在于前处理部分．包括干湿膜前处理，阻焊前处理，电镀前处理等多工段的前处理部分．说到这里，或许很多行业人士不禁要笑．前处理是最简单不过的了，酸洗，除油，微蚀．其中哪一样前处理药水，性能，参数，乃至配方，行业内很多技术人员都清楚．线路板生产过程中涉及大量复杂的表面处理药水，如沉电铜，沉电金，沉电锡，ＯＳＰ，蚀刻，等．这些较为复杂的工艺在多数情况下，工艺工程师都会选择去深入钻研，分析；力求掌握这些工艺技术，并以此作为提升自身技术能力的突破点．同时多数工厂也以此来作为工程师的薪资标准，绩效考核标准．而前处理这块基本上很少有工程师人员去细心研究．要么直接从供应商处购买成品除油，微蚀剂，酸洗自已用稀硫酸作为酸洗液．乃至有不少厂微蚀也自已配，要么配过钠，过铵体系（配方已众所周知），要么购买双氧水稳定剂自已配双氧水－硫酸体系的．而除油则通过购买供应商成品除油剂或购买除油粉稀释使用．据我们的调查研究发现，众多厂家没有从根本上去认识前处理工艺中各药液的细微作用，或者说是关键作用，只注重表面外观效果．如除油段，大家可能一直认为能把板面的油污，手指印除去即可，肉眼看不到即为除油ＯＫ，殊不知除油工艺对线路板而言不仅是将已于铜面深度结合的油污剥落，同时更重要的药液要能把剥离下来的油分子分解掉．这样方能对板面不形成二次污染．市场上现在出售的除油剂，除油粉，通常只含有除油，除锈成分，而其它组分如抗蚀剂，表面活性剂，乳化剂，等重要组分为降低成本根本没加；甚至很多供应商的配方从别处购买而来，根本不了解各成分的作用，更谈不上研究，或结合线路板的实际工艺需求调配加入有效的组份．这样实际上很多线路板厂所使用的除油剂并非适用于线路板行业专用的的除油剂，而是通用于五金，矿产加工业的传统除油剂．如此产品怎么达到良好的除油效果，板面用肉眼看着除油效果不错．实际上呢？我们通过高倍显微镜或油膜测试能发现大量细微的油分子附着在板面上．这样的处理效果如何能保证后续生产抗蚀层，阻焊层，终端表面处理时良好的结合力，剥离强度，可焊性等必须性能的效果及稳定性呢．尤为严重的是我们对微蚀这一块的认识．线路板行业的微蚀工艺实际上要具备１.除去铜面锈层，氧化层，及其它异物；２.均匀粗化铜表面，形成微观凸凹，宏观平坦的粗化层．达到速率稳定的粗化效果．３.活化铜表面，并具有短时期抗气相及液相腐蚀的作用，保证后续表面加工的可操作性．４，较低的过氧化物及硫酸含量，防止药液暴沸及形成高分子有机物残留板面．而实际生产中，我们自配的或购买的微蚀液大多把微蚀当成了蚀刻液．认为只有板面的锈渍异物除去，能露出新鲜的铜面就是达到了微蚀效果．而实际上呢？我们自配的微蚀液中过氧化物如过氧化氢，过硫酸钠，过硫酸铵等，强酸如硫酸．为达到效果含量均较高，如过氧化物含量达到１２０乃至１５０克／升，硫酸含量超过５％，如此高的浓度实际上是把微蚀变成了蚀刻，大量的铜被咬蚀，且由于没有调节剂的加入，咬蚀深度粗浅不一，轻则导致板面处理效果不一致，重则二次返工即导致铜层严重被咬蚀，无法进行后工段加工，造成报废．很多配双氧水体系的还会犯以为加了双氧水稳定剂就能达到均匀微蚀作用的常见错误理解．双氧水稳定剂只是为了抑制双氧水过快分解而加入，并不能起到均匀性方面的作用．而实际上用于线路板行业的专业微蚀剂它除了应该配以低泡表面活性剂，专用湿润剂，有机络合剂，微定剂，抗蚀剂等多种添加剂．从而使过氧化物，硫酸等咬蚀速率过快，副反应产物较高的主组分含量尽可能降低，并使药液更稳定，除了除锈基本功能外更能均匀稳定的粗化铜面，形成表面宏观平坦光滑（利于终端表面处理外观），无色差，异样区或点；同时微观达到均匀一致的凸凹粗化层（利于后续抗蚀干湿膜，阻焊层的加工），实际上单靠氧化剂和强酸并不能增加理想的铜表面粗化面积，必须加入活性剂，湿润剂等方能达到良好深度粗化效果，增加铜表面粗化面积，从面提升后加工的结合力及剥离强度．经过完善和改进的线路板专用微蚀液整体应达到：药液无暴沸，无高分子副产物形成污染，良好除锈能力，良好的均匀平坦外观，深度粗化铜面，蚀铜量小．达到板面外观平滑，阻焊或镀层加工时结合强等作用．随着线路板向超薄铜型转化，我们越来越需要一种蚀铜量更小的微蚀液（同时保证除锈及粗化效果）随着线路板的线路精度要求越来越高，我们越来越需要一种前处理效果更好的除油，微蚀液．以确保抗蚀层（干湿膜）的抗渗透力．随着线路板终端表面处理的外观要求越来越高，我们需要引进优质的前处理工艺．随着表面焊接向无铅型转化，线路板需承受的焊接温度越来越高，对表面阻焊层的抗热冲击能力要求越来越高，对终端表面处理及阻焊层（油墨，覆盖膜）的剥离强度，与基底铜的结合力要求也越来越高，我们需要一种具有更佳效果的前处理工艺来做保障．随着线路板行业竞争的日益激烈，我们需要通过改良我们的工艺以使产品良率提高，以获得利润增长点．优质的前处理药水无疑能低成本帮我们的大忙．线路板产业前沿如日本，美国，韩国，台湾早已重视并启用新一代前处理工艺．使所生产的产品更具竞争力，性能更稳定．以小带大，从前处理着手确保整体工艺的稳定性．以上谨以我们的研究成果分享于广大线路行业经营者及技术工作者，不足及错误之处敬请批评指正．若您有更多问题需要探讨或对我们的前处理药水及我们所研发的更多专业线路板行业的药水，化学品需要咨询请按以下方式与我们联系，我们将及时与您联系提供相关咨询支持及产品服务．。
PCB失效分析技术及解决方案
PCB失效分析技术及解决方案由于PCB高密度的发展趋势以及无铅与无卤的环保要求，越来越多的PCB出现了润湿不良、爆板、分层、CAF等等各种失效问题。
介绍这些分析技术在实际案例中的应用。
PCB失效机理与原因的获得将有利于将来对PCB的质量控制，从而避免类似问题的再度发生。
部分案例：一、板电后图电前擦花1、断口处的铜表面光滑、没有被蚀痕迹。
2、OPEN处的基材有或轻或重的被损伤痕迹（发白）。
3、形状多为条状或块状。
４、附近的线路可能有渗镀或线路不良出现。
５、从切片上看，图电层会包裹板电层和底铜。
二、铜面附着干膜碎1、断口处沙滩位与正常线路一致或相差很小2、断口处铜面平整、没有发亮三、铜面附着胶或类胶的抗镀物1、断口处铜面不平整、发亮；有时成锯齿状2、通常伴随短路或残铜出现四、曝光不良1.断口呈尖形,没有沙滩位,除断口附近幼线外板面其它位置没有幼线2.断口呈尖形或圆形,没有沙滩位,附近伴随线路不良出现3.断口呈尖形,没有沙滩位,伴随曝光垃圾造成的残铜或短路出现４．从切片上看，图电层会伸出一个弯钩状，有长有短．五、擦花干膜1、面积较大、常伴随短路出现2、形状不规则、但有方向性六、锡面擦花１．断口没有明显沙滩位，为较重的擦花导致；较轻时有沙滩位，或没有蚀穿．２．从切片上看，被蚀处较为圆滑，有平缓的坡度,沙滩位较大。
七、溶锡或电锡不良八、显影不净1、较少发生、一般面积较大2、断口及附近线路边缘发亮，九、图电后擦花切片图1、图电后的擦花，一般擦花处的基材和铜面都较为粗糙，基材上会有铜粒，擦花的线路处会有明显被擦花的痕迹，线路边会有顺着擦花方向的突出。
2、从切片上看，擦花处的线路会被压向基材方向，有明显的弯曲。
（公众号：电子汇）十、甩膜干膜余胶导致的线路不良1、干膜余胶造成的线路不良，基材位不会有残铜。
2、线路不良处底部一般都非常平整，会露出铜的颜色，与周围线路的颜色不一样。
3、从切片上看，线路不良处板电层和底铜完整，但镀不上二铜，周围的图电层有一个包裹的动作。
PCB失效原因与案例分析
84
深圳市线路板行业协会--台湾电路板协会
2009年7月24日
2009PCB产业论坛
2.7 能谱分析
主要用途
•焊盘表面或截面成分分析 •可焊性不良的焊盘表面污 染物的元素分析
FPC－pad镍镀层开裂分析
SEM
Ni 层
EDS
Reliability Makes Classic
信息产业部电子信息产品污染防治标准工作组 ‘限量与检测方法’项目组牵头负责人
国家有害物质检测方法标准委员会（TC297/SC-3） 副主任委员
中国电子学会SMT专家咨询委员会委员 国家焊接标委会委员（TC55/SC2）
Reliability Makes Classic
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成 为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏 与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
Reliability Makes Classic
1.1 无铅化带来的挑战
高热容 （高温与长时间，热损伤） 小窗口 （工艺窗口急剧变小，工艺控制难度？） 低润湿性 （润湿性能严重下降，焊接质量更难保证？）
Reliability Makes Classic
外观检测分析的案例
Reliability Makes Classic
78
深圳市线路板行业协会--台湾电路板协会
2009年7月24日
联能科技（深圳）有限公司（板厂）
南京协力多层电路板有限公司（飞针测试）
确信电子—乐思化学（化学药水）
安徽省铜陵经济技术开发区 PCB 产业园（产业园）
日 期：2009 年 7 月 24 日(星期五)
印制电路板分层起泡原因和分析方法概述
印制电路板分层起泡原因和分析方法概述杜玉芳;琚海涛【摘要】Delamination or blistering is a common problem during PCB manufacturing and assembly process. And normally we can see these phenomena in assembly process, sometimes we can see them in manufacturing process. Besides, there are so many facts that cause Delamination or blistering ,such as PCB raw materials, PCB manufacturing, PCB or PCBA reworking and repair and so on. The failure analysis of PCBAis of great signiifcance on prevention and improvement of PCB’s manufacturing process. So, here we will discuss about the methods of delamination’s analysis.%分层起泡是印制电路板（PCB）制造与装配中的一个常见问题，常见于焊接过程、偶尔见于PCB制程中；分层起泡涉及影响因素很多：板材来料、PCB加工、PCB装配加工、返工返修等。
PCBA板件分层起泡的失效分析，对PCB制程预防及改善均有一定的参考意义。
文章将对分层起泡的失效原因和分析方法进行讨论，以供参考、借鉴。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P59-64)【关键词】分层;起泡;失效分析【作者】杜玉芳;琚海涛【作者单位】深南电路有限公司，广东深圳 518053;深南电路有限公司，广东深圳 518053【正文语种】中文【中图分类】TN41印制制路板（PCB）的焊接原理为在焊接过程中，熔融的焊料与PCB接触，在结合界面上形成一层金属间化合物（IMC）。
PCB无铅回流后出现爆板分层失效分析
PCB无铅回流后出现爆板分层失效分析回流焊是电子组装过程中常用的一种焊接方法，其原理是通过对PCB板进行加热以使焊膏熔化，然后将焊件和PCB板进行连接。
无铅回流焊是近年来广泛使用的一种技术，它可以减少对环境的污染，并提高焊接质量。
然而，有时候在无铅回流焊后，PCB板会出现爆板、分层或失效的现象。
这种现象一般是由以下几个因素引起的。
首先，焊接温度不合适。
回流焊过程中，焊接温度的控制非常关键。
如果温度过高，会使PCB板内部发生热应力而导致爆板或分层现象；如果温度过低，焊接不充分，会导致焊点不牢固，从而导致失效。
因此，需要根据焊接材料的要求合理设置焊接温度。
其次，焊接时间不足或过长。
焊接时间的设置也非常重要。
如果焊接时间太短，焊点可能无法完全熔化，导致焊接不牢固；如果焊接时间太长，焊料可能会过度熔化，导致PCB板发生爆板或分层。
因此，需要根据焊接材料的要求合理设置焊接时间。
第三，焊接区域过于密集。
过于密集的焊接区域会导致焊热集中，增加PCB板的热应力，从而容易引起爆板或分层现象。
因此，在进行焊接设计时，需要注意合理安排焊接区域，避免过于密集。
此外，焊接材料的选择也会对焊接质量产生影响。
合适的焊接材料能够提供良好的粘接性能和力学性能，从而减少爆板、分层或失效的发生。
因此，在选择焊接材料时，需要根据具体情况进行选择。
最后，焊接过程中的机械应力或外力干扰。
焊接过程中，机械应力和外力的干扰也可能导致爆板、分层或失效的发生。
因此，在焊接过程中需要避免机械应力和外力的影响，保持焊接区域的稳定。
综上所述，无铅回流焊后出现爆板、分层或失效的现象可能是由焊接温度不合适、焊接时间不足或过长、焊接区域过于密集、焊接材料选择不当以及焊接过程中的机械应力或外力干扰等多种因素综合作用的结果。
因此，在进行无铅回流焊时，需要合理设置焊接参数，选择适当的焊接材料，并确保焊接过程中的稳定性，从而确保焊接质量。
PCB失效分析技术与典型案例
在 PCB 或焊点的失效分析方面，SEM 主要用来作失效机理的分析， 具体说来就是用来观察焊 盘表明的形貌结构、焊点金相组织、测量金属间化物、可焊性镀层分析以及做锡须分析测量等。与 光学显微镜不同， 扫描电镜所成的是电子像， 因此， 只有黑白两色， 并且扫描电镜的试样要求导，电 对非导体和部分半导体需要喷金或碳处理，否则电荷聚集在样品表面就影响样品的观察。此外，扫 描电镜图象景深远远大于光学显微镜，是金相结构、显微断口以及锡须等不平整的样品的重要分析 方法。
Abstract Due to the trend of PCB developing toward high density and the environmental requirements of lead free and halogen free for PCB,all kinds of failure issues including bad wetting, blast, delamination and CAF are apt to take place more and more oftenly. In this paper analysis technologies for these failures will be firstly introduced,which includes SEM/EDS,XPS, microsection,t hermal analysis(TGA/DSC/TMA),FTIR , wetting balance test and so on. Followingly, the applications of these analysis technologies are presented in some typical failure cases. To discover the mechanism and rooted causes for PCB failure will make for the quality control of PCB and free of re-happening of similar cases in the coming days. Keywords：PCB Failure Analysis Analysis Technology
PCB失效原因与案例分析
PCB失效原因与案例分析PCB（Printed Circuit Board）是一种用于支持和连接电子组件的基板。
它是电子产品中最重要的组成部分之一，但由于各种原因，PCB也会出现失效的情况。
下面将从物理损坏、化学腐蚀以及设计和制造不良等角度分析PCB失效的原因，并列举一些相关的案例。
1.物理损坏物理损坏是导致PCB失效的主要原因之一、这种损坏可能由外部因素引起，例如机械压力、震动、温度变化等。
而且，也可能在制造和组装过程中造成，例如不正确的操作、错误的钳工行为等。
物理损坏可能导致PCB上电子元件的松动、脱落，以及电路轨迹断裂等失效现象。
案例1：一家制造商在PCB组装过程中不小心使用过于硬朗的工具，损坏了PCB上的电子元件。
这导致一些元件无法正常工作，最终导致整个电路板失效。
案例2：在运输过程中，由于未能妥善保护，PCB遭受了剧烈的撞击，导致电路轨迹断裂。
这使得PCB无法正常传递电流，导致整个电路板失效。
2.化学腐蚀化学腐蚀是导致PCB失效的另一个常见原因。
PCB会暴露在各种化学物质中，例如湿度、气体、液体等。
如果这些化学物质对PCB材料具有腐蚀性，它们会导致元件的氧化、腐蚀，甚至电路轨迹的腐蚀，从而导致电路板失效。
案例3：在一个潮湿的环境中，PCB上的金属电路轨迹开始发生氧化和腐蚀，导致电流无法正常传递，最终使整个电路板失效。
案例4：在一个工业环境中，PCB暴露在有害气体中，如硫化氢。
这导致PCB上的电子元件遭受腐蚀，损坏了电路的功能，从而导致PCB失效。
3.设计和制造不良设计和制造过程中的不良也是导致PCB失效的重要原因之一、设计不良可能导致电路板无法正常工作，例如布线错误、不正确的元件布局等。
制造不良可能导致电路板存在材料缺陷、焊接不良、导线间隙不正确、层间短路等问题，进而导致电路板失效。
案例5：在PCB设计中，布线人员错误地连接了两个电路轨迹，导致电流传输错误。
这导致PCB无法正常工作，最终导致整个电路板失效。
PCBA失效分层起泡原因分析
PCBA失效分层起泡原因分析简介在电子产品制造过程中，PCBA（Printed Circuit Board Assembly）是一个至关重要的环节。
然而，在PCBA制造过程中，我们可能会遇到分层起泡的问题，导致PCBA失效。
本文将分析PCBA失效的分层起泡原因，并提供相应的解决方案。
背景PCBA是由印刷电路板（PCB）和电子元件组成的整体。
PCB是一个多层结构，其中包含了导线、绝缘层等，用于实现电子元件之间的连接和信号传递。
然而，由于制造过程中的各种因素，PCBA可能出现分层起泡现象，影响其性能和可靠性。
分层起泡的原因1.制造工艺不合规范：制造过程中，如果没有严格按照规范操作，就容易导致分层起泡。
例如，过于高温或过于低温的焊接过程、不正确的粘合剂使用等，都可能导致胶层或绝缘层的局部分层起泡。
2.材料质量问题：PCBA制造中使用的材料质量差异导致的分层起泡问题也比较常见。
例如，粘合剂的质量不稳定、胶层材料含有过多的杂质等，都会导致分层起泡。
3.制造环境问题：制造过程中的环境条件也会影响PCBA的质量。
例如，工作环境过于潮湿、尘埃过多等，都可能导致分层起泡。
特别是在涂胶过程中，如果环境湿度过高，胶层干燥不完全，容易导致气泡形成。
4.设计问题：PCBA的设计也可能存在导致分层起泡问题的因素。
例如，PCB的层数过多、布线过于密集等设计不合理，都会增加分层起泡的风险。
分层起泡的解决方案1.严格执行制造规范：在PCBA制造过程中，要严格按照制造规范操作，确保温度、湿度等环境参数符合要求，避免过高或过低的温度导致分层起泡。
同时，使用规范的粘合剂，并确保其质量稳定。
2.优化材料选择：选择质量可靠、稳定的材料，避免使用含有杂质的材料。
对胶层材料进行充分的测试和筛选，确保其质量良好，减少分层起泡的风险。
3.控制制造环境：在PCBA制造过程中，要保持工作环境的干燥、清洁。
特别是在涂胶过程中，要确保环境湿度控制在合理范围内，避免涂胶过程中的气泡形成。
多层印制板分层案例分析
基材织纹显露
基材微气泡或者基材露布纹， 皆会导致基材内空隙的存在， 经湿工序或长时间存放后储存
潮气导致板子容易出现分层
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二、常见PCB分层案例 4、棕黑化界面异常
PCB制作过程中芯板棕黑化本身 质量、后清洗、干燥等对板材品 质有重大的影响，容易导致界面 的光滑分层，这一点对于内层厚 铜、密线结构板尤为重要。 。
重叠的设计。
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二、常见PCB分层案例 15、PCB板子吸潮
芯板吸潮
吸潮是PCB无法避免的一个现 实，PCB的吸潮可以分为生产过程 的吸潮以及存放过程的吸潮。
另外，PCB吸潮后是难以完全 消除的，烘板只能是降低潮气对 板子的影响。
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二、常见PCB分层案例 16、回流焊返工或手工补焊分层
多步骤、平稳升温的参数/ 多温区 回流焊设备有利于分层异常的控制
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二、常见PCB分层案例 13、厚铜结构
厚铜结构因铜箔和树脂CTE的差 异，结构应力大，焊盘边缘容易
出现裂缝。 对策：加大内层焊盘尺寸、减少 无功能焊盘的数量，调整层压程
序。
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二、常见PCB分层案例 14、PP配本结构不当
压板微气泡
配本结构不当容易产生填胶不够 和应力集中。
对策：避免单张低RC PP结构的使 用，避免大面积无铜以及无铜区
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三、多层印制线路板分层原因分析
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四、相关问题探讨 1、水分对材料的影响
水份可成为树脂的可塑剂： 作用结果：1）、树脂吸水较多时，导致Tg会下降(△Tg应小于5℃)；2）、Tg下降，橡胶态 会提早到来，将引发Z-CTE加大。
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四、相关问题探讨
2.水分进入板材的方式
1）树脂分子结构原本具有极性(Polarity )处已吸着的含水； 2）PCB加工过程中残存的水汽； 3）PCB板子储存中从环境逐渐渗入的水汽。
PCB失效分析技术与案例
PCB失效分析技术与案例PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品的核心组成部分，承载着各种电子元件和连接线路，是电子产品正常运行的基础。
然而，由于各种原因，PCB可能会出现失效现象，例如电气失效、机械失效、热失效等。
本文将介绍几种常见的PCB失效分析技术以及相应的案例。
一、电气失效分析技术1.测试仪器：使用示波器、万用表、频谱分析仪等仪器对PCB进行电气特性分析，检测电气性能是否正常。
2.红外测试：使用红外线热像仪对PCB进行红外检测，查找异常发热点，判断是否存在热失效等问题。
3.焦耳热分析：通过加热PCB，利用焦耳热效应来检测是否有电气连接不良，或是电敏感元器件的温度分布不均等问题。
案例：电子产品的PCB在使用过程中发现频繁死机。
经过电气失效分析发现，其中一个芯片温度异常升高，通过焦耳热分析发现该芯片与PCB之间的焊点存在接触不良，导致芯片发热过高而死机。
二、机械失效分析技术1.目视检查：通过目视检查PCB表面是否存在物理损伤，如裂纹、变形等。
2.显微镜观察：使用显微镜对PCB进行观察，检查PCB连接是否完好，是否存在疲劳裂纹等。
3.声发射检测：利用声发射检测仪器对PCB进行检测，通过检测不同频率的声波来判断是否存在机械失效。
案例：电子产品的PCB在物理冲击后无法正常工作。
经过机械失效分析发现，PCB上的一个元件发生了松动，导致接触不良。
通过目视检查和显微镜观察，最终发现该元件的焊点出现了裂纹，进一步造成了PCB的机械失效。
三、热失效分析技术1.热测量：使用热敏电阻或红外线热像仪对PCB进行温度测量，查找温度异常区域，判断热失效的可能性。
2.热分析：利用有限元软件对PCB进行热仿真分析，通过数值模拟来预测PCB在工作过程中的温度分布和热应力。
案例：电子产品的PCB过热导致无法正常工作。
经过热失效分析发现，PCB散热不良，导致温度过高。
通过热测量发现，PCB上的散热片连接不良，无法正确散热。
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芯板的玻纤与树脂之间。
2.2分层起泡点确认
制作不良板的分层位置的水平切片与垂直切片，分析不良PCBA分层的
起爆点，如下图3所示：
如图3所示，分层起泡区主要集中在控深钻孔区域，且该区域的孔壁铜层
厚度不均匀；通过垂直切片，发现L7层附近的孔壁铜厚较薄的位置有微裂
纹存在，且裂纹逐渐扩展延伸至L7/L8层芯板的玻纤和树脂界面之间，在外
观上形成发白分层现象，说明分层起爆点位于控深钻孔孔壁铜厚较薄的区
域。
3原因分析3.1孔壁铜厚和树脂塞孔气泡确认
用金相显微镜观察分层位置的垂直切片，并测量孔壁铜厚，如图4所示：
由图4可知，树脂塞孔内的树脂填充少于60%（IPC-A-600G要求树脂填
PCB分层起泡失效案例分析
1背景
某PCBA板在回流后发现SS面出现内层发白分层现象，现对其进行原因
分析，样品外观如图1所示：
如图1所示，PCBA上图标记位置有分层起泡现象。
2失效垂直切片，观察分层区域的截面形貌，结果如图
2所示：
如图2中的垂直切片观察，发现不良PCBA的分层均发生在控深钻孔区
孔至少填满60%），存在塞孔气泡，靠近L7层的孔壁铜厚只有9~11μm，不
符合工艺要求的最小孔壁铜厚20μm，即此处孔壁铜厚偏薄。控深钻孔的塞孔
树脂填充不饱满，在回流焊的高温条件下，孔内残留的气体体积剧烈膨胀，
产生较大的内应力，导致孔铜偏薄的位置被拉断，最终造成分层的现象。
4验证实验