系统产品PCBA制程失效模式验证对策
pcba失效 应变
pcba失效应变（实用版）目录1.PCB 失效的原因2.PCB 失效对电子产品的影响3.应变措施正文一、PCB 失效的原因PCB（印刷电路板）是电子产品中的重要组成部分，负责连接各个电子元件，传递电信号。
然而，在使用过程中，PCB 可能会出现失效现象，导致电子产品无法正常工作。
PCB 失效的原因有很多，主要包括以下几点：1.电气性能问题：如线路间短路、断路、电阻值偏差等。
2.机械性能问题：如板材变形、裂纹、钻孔损伤等。
3.化学性能问题：如腐蚀、氧化、溶剂残留等。
4.热性能问题：如热应力、热膨胀等。
5.环境因素：如湿度、温度、振动等。
二、PCB 失效对电子产品的影响PCB 失效对电子产品的正常运行会产生很大的影响，主要表现在以下几个方面：1.系统故障：PCB 失效可能导致整个电子产品系统崩溃，无法正常工作。
2.信号传输问题：PCB 失效可能导致信号传输受到干扰，影响电子产品的性能。
3.电子元件损坏：PCB 失效可能导致连接的电子元件受到损害，进一步降低电子产品的可靠性。
4.安全隐患：PCB 失效可能引发短路、断路等安全问题，对使用者造成人身安全风险。
三、应变措施为了降低 PCB 失效对电子产品的影响，可以采取以下应变措施：1.设计优化：在设计阶段，选择合适的 PCB 材料、合理的线路布局和设计参数，提高 PCB 的可靠性。
2.工艺控制：在生产过程中，严格把控各个工艺环节，确保 PCB 的质量。
3.质量检测：对生产出的 PCB 进行全面的质量检测，剔除不合格品。
4.环境适应性测试：对 PCB 进行环境适应性测试，确保其在不同环境下的可靠性。
5.故障分析与处理：对失效的 PCB 进行详细的故障分析，找出原因并采取相应的处理措施。
综上所述，PCB 失效对电子产品的可靠性具有重要影响。
电子组装的质量验证及失效分析方法
电子组装的质量验证及失效分析方法摘要﹕为了确保电子产品的质量，质量验证及失效分析的运用不可或缺﹐本文从操作是否破坏产品的角度将质量验证及失效分析方法分为两大类﹕对产品无损伤的外观或功能的检测( Inspection or Test ) 和损坏产品的DPA ( Destructive Physical Analysis ) 实验﹐并分别对两类中的每种验证分析的方法进行说明介绍。
从我接触 SMT 电子制造生产开始，举凡与SMT产品有关之工艺流程﹐从Printer, AOI 到 BGA Rework Station；从Fine Pitch , Paste in Hole 到Lead Free；从BGA , Connector , 0201到Flip Chip ﹑POP等都会花心思及时间去学习了解﹐因为﹐随着市场对产品质量的要求的不断提高﹐产品功能提升和产品在设计上的日益追求轻薄短小和高集成，广泛的电子组装行业，无疑会面临各种各样的的SMT 工艺﹑流程上的挑战﹐要应对这些挑战﹐对每个流程的了解熟悉当然是必要的。
从SMT的质量验证到失效分析﹐是发现问题﹑分析问题的过程﹐是解决各种问题的切入点和关键所在﹐当然也是我们必须了解和灵活运用的。
对于PCBA 质量保证的整体流程中的质量验证到失效分析的方法，根据测试后的样品是否被破坏可以分成两大类﹐即：不影响产品功能及特性的检测﹕如电气特性检验( ICT , FT )、光学检查 ( AOI)﹑X-RAY(AXI)检查等﹔DPA ( Destructive Physical Analysis ) 破坏性的物理分析实验﹕一般应用的有切片分析( Cross Section )﹑红墨水实验( Dye Staining Analysis)﹑清洁度测试( Ion Chromatograph )﹑机械强度(拉伸和剪切)测试﹑环境实验等。
下面我们来详细了解一下这些测试项目﹕一、不影响产品功能及特性的检查：这类方法实际上就是我们平常所说的组装测试技朮﹐象ICT﹑AOI﹑AXI(5D)这些测试大家都很熟悉﹐他们有一个共同点就是都是on-line测试﹐这几种测试，对高性能、要求严格的产品而言是要求全部测试﹐像AOI﹑AXI等还要求测试覆盖产品的几乎所有的元器件。
PCB和PCBA失效模式介绍
PCB和PCBA失效模式介绍PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）和PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板组装）是电子设备中不可或缺的重要组成部分。
它们的失效模式可以影响电子设备的正常运行和可靠性。
下面将详细介绍PCB和PCBA的失效模式。
1.PCB失效模式：（1）短路故障：短路是指PCB上两个或多个电路之间存在直接的导电路径，导致电流绕过原本的电路。
短路故障可能由PCB的介质破裂、导线未完全切割或焊锡未正确处理等原因引起。
（2）开路故障：开路是指PCB上的电路中存在中断，导致电流无法通过。
开路故障可能由PCB上的导线断裂、焊点脱落或导线未正确连接等原因引起。
（3）漏电故障：漏电是指电流从PCB上的电路中部分泄漏到周围环境中，导致电路工作不正常。
漏电故障可能由PCB的介质损坏、导线之间的间隙不足或工作环境湿度过高等原因引起。
（4）电容或电感失效：电容或电感是PCB电路中常用的元器件，其失效可能导致电路性能下降或完全失去功能。
电容或电感失效可能由元器件老化、环境温度波动或PCB设计不合理等原因引起。
（5）热失效：PCB长时间工作时，可能会因为温度过高而失效，例如导线材料烧毁、焊点熔化或介质结构破裂等。
热失效通常由电路功耗过大、散热不良或环境温度过高等原因引起。
2.PCBA失效模式：（1）元器件失效：PCBA中的元器件包括各种电子元件，如电容、电阻、二极管、集成电路等。
元器件失效可能导致电路不稳定、工作频率偏差或工作电压异常等问题。
元器件失效的原因可能是老化、过载、电压过高或环境温度过高等。
（2）焊接缺陷：焊接是PCBA组装过程中关键的环节，焊接缺陷可能会导致焊点脱落、接触不良或焊点间距不合适等问题。
焊接缺陷的原因可能是焊锡浆质量不好、焊接温度不合适或焊接工艺控制不当等。
（3）触点故障：PCBA中的触点负责传输信号或电力，触点故障可能导致信号丢失、电阻增加或电流不稳定等问题。
PCBA不良分析
PCBA不良分析引言Printed Circuit Board Assembly〔PCBA〕是组装电脑主板的过程。
在PCBA制造过程中，不可防止地会发生一些错误或缺陷，例如焊接问题、元件损坏或错误安装等。
这些问题可能导致PCBA的不良性能或完全无法正常工作。
因此，进行PCBA不良分析对于确保产品质量和性能至关重要。
本文将介绍PCBA不良分析的根本概念、常见的不良问题以及解决方法。
根本概念PCBA不良分析是指通过分析不良PCBA，找出导致不良的原因，并采取相应的措施进行修复或预防。
PCBA不良分析的目标是提高产品质量，降低不良率，并确保PCBA的性能和可靠性。
常见的PCBA不良问题1. 焊接问题焊接问题是PCBA不良的最常见问题之一。
这可能包括焊点虚焊、焊点开路、焊点短路等。
焊接问题通常导致电路连接不良，从而影响PCBA的正常运行。
解决焊接问题的方法包括重新焊接焊点、检查焊接温度和时间、确保焊接质量等。
2. 元件损坏元件损坏是指在PCBA制造过程中，电子元件受到机械力或其他损坏因素的影响而发生损坏。
这可能导致PCBA的功能无法正常工作。
修复元件损坏的方法通常包括更换受损元件、加强设备保护等。
3. 错误安装错误安装是指在PCBA组装过程中，元件被错误地放置或安装在不正确的位置上。
这可能导致电路连接错误，从而影响PCBA的性能。
解决错误安装问题的方法包括仔细检查元件位置和方向、实施严格的质量控制等。
4. PCB设计问题PCB设计问题可能导致PCBA不良。
例如，电路板布局不良、导线宽度缺乏、电源线和信号线别离不得当等。
修复PCB设计问题的方法通常需要重新设计电路板，优化布局，并对设计进行验证和测试。
PCBA不良分析解决方法1. 制定质量控制流程制定质量控制流程对于PCBA不良分析至关重要。
通过制定明确的工艺流程、设定合理的工艺参数和检测标准，可以提高PCBA制造过程中的产品一致性和稳定性。
2. 引入可靠的测试设备和方法引入可靠的测试设备和方法是进行PCBA不良分析的关键步骤。
PCBA失效分析方法及其典型的案例研究
PCBA失效分析方法及其典型的案例研究PCBA失效分析方法及其典型的案例研究n?课程背景电子信息时代，当我们持续不断地改进电子产品的功能及应用范围以满足人们生活高需求时，产品的设计也变得越来越复杂：高密度集成PCB（HDI）越来越普遍，元器件引脚间距越来越小、排布也越来越密集等等。
这些因素要求生产厂商必须拥有先进的生产设备与工艺技术、高质量的生产环境与物料。
在先进设备引进与先进工艺开发过程中，我们无法避免地会遇到大量的PCBA失效问题，这就需要系统的失效分析理论来分析解决问题。
在电子产品中，失效是指不能执行或提供其预期功能或输出的设备或系统的一种状态。
客户端产品出现的失效将会对制造方产生极度不好的影响，这些影响包括客户对产品的不满意或者资产损失甚至生命危险等更为严重的安全性问题。
因此，找出产品的失效原因是十分重要的，失效原因分析将帮助我们去解决问题并防止它再次发生。
n?课程摘要和收获在本次课程中，我们将利用先进、专业、高效的分析技术与十多年的实战经验，结合先进工艺技术理论与经验，通过对实际案例进行剖析，并对有关PCBA 的失效分析理论系统地进行深入的探讨。
如断口分析、微观结构与成分分析、切片金相分析，化学腐蚀、电化学迁移（ECM）和微形变分析等。
相关的内容包括怎样去开展你的失效分析，可以应用到的一些方法，怎样去帮助我们找到失效的根源，什么时候去使用这些技巧以及一些我们曾经成功的失效分析案例。
n?目标群体从事失效分析的人员：失效分析工程师，工艺工程师，质量工程师，可靠性工程师，设计人员和相关的管理层人员等。
n?本课程将会覆盖到以下内容：I.PCBA失效分析概述1.概述2.术语与标准3.失效分析原理4.失效分析的基本程序5.典型失效模式II.典型的PCBA失效分析方法概述1.X-Ray检测技术2.金相切片分析技术3.染色试验技术4.扫描电镜分析技术5.能谱分析方法6.红外显微镜分析技术7.离子色谱分析技术8.应力测量分析技术9.其它分析方法III.失效分析技术的应用及其案例分析1.物料缺陷相关的失效分析案例1.1PCB相关的缺陷1.2典型的焊接工艺缺陷案例分析1.3元器件相关的缺陷1.4腐蚀案例分析1.5表面处理和焊点完整性2.生产工艺缺陷失效案例2.1回流焊相关缺陷2.2波峰焊相关缺陷2.3返工相关缺陷3.离子污染物残留相关失效案例3.1元器件分析3.2组装中使用的化学品分析3.3电化学迁移的枝状晶体失效案例4.机械应力相关的失效案例4.1回流焊工艺引起的失效4.2电测引起的失效4.3机械组装的相关失效4.4运输引起的相关失效5.其它失效分析方法的应用5.1ACF导电胶膜固化率分析5.2表面污染物分析5.3阻燃剂中磷元素的分析5.4陶瓷电容器切片分析中的黄染料技术。
PCB和PCBA失效模式介绍
小结
1、孔铜质量（厚度、延展性、 微观组织等） 2、板材性能 3、腐蚀
案例4.孔间CAF失效分析
CAF
CAF
样品失效的现象表现为两孔存在0.8492MΩ的电阻，通过外观检查及成分分 析，排除两孔表面存在ECM及异物污染导致失效；通过切片观察 +SEM+EDS发现NG 样品失效位置切片发现两孔间树脂发白严重，部分位 置长度和两孔间距一样，且存在树脂开裂现象，在暗场观察及成分分析发现， 存在明显CAF现象，导致板子失效
五、典型案例
案例1.无铅HASL焊盘焊接失效分析 案例2.元件脱落失效分析 案例3.孔铜断裂失效分析 案例4.孔间CAF失效分析
案例1.无铅HASL焊盘焊接失效分析
该批次PCB焊盘的的特征如下
图，经SEM/EDS对焊盘表面的成分分析，没有
IMC
发现被污染，切片分析发现，样品失效位置
锡层已全部转化成IMC且表面平整。
IMC
谱图
C
O
Cu
Sn
总的
001
0.47
2.38 36.99 60.16 100.00
002
0.53
2.17 37.30 60.00 100.00
003
0.33
3.08
6.04 90.55 100.00
004
0.28
4.37
8.01 87.33 100.00
小结
1、焊盘被污染 2、金层质量（污染、太厚、太薄及晶 粒粗大） 3、镍层质量（镍腐蚀、P含量、镍层 厚度）
案例3.孔铜断裂失效分析
样品失效模式为孔铜环形脆性断裂，失效位置及其附近位置孔存在玻纤松动、 孔铜包裹玻纤导致孔铜不均匀（最薄仅4.354μm）以及一铜，二铜甚至三铜 不连续现象，一般来说，孔铜不均匀、电镀不连续会直接降低孔铜的抗拉性 和延展性，在后期焊接及测试（比如冷热冲击）过程中很容易在孔铜不均匀、 电镀不连续等薄弱区域出现应力集中导致开裂；进一步确认板材的线性热膨 胀系数，发现板材的50~260℃ 膨胀百分比偏高，达到4.740%，温度变化时 产生形变会偏大，一般标准技术资料要求50~260℃ 膨胀百分比小于4.0%。
PCBPCBA失效分析
PCB/PCBA失效分析
1、简介
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。
2、服务对象
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。
美信咨询具备深厚的板级失效分析技术能力、完备的失效分析手段、庞大的分析案例数据库和专家团队，为您提供优质快捷的失效分析服务。
3、失效分析意义
1. 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；
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；
3. 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；
4. 明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。
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
通讯类PCBA、照明类PCBA
4、主要针对失效模式（但不限于）。
PCBPCBA失效分析思路
PCBPCBA失效分析思路PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）和PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印刷电路板装配）是电子产品中非常重要的组成部分。
PCB是支撑电子元件的平面结构，而PCBA是将电子元件焊接到PCB上并完成装配。
PCB和PCBA的失效可能会导致整个电子产品无法正常工作。
为了确定PCB或PCBA的失效原因，需要进行失效分析。
下面是一种常用的PCBPCBA失效分析思路，详细解释每个步骤。
1.收集失效信息：首先，需要收集关于失效的详细信息。
这包括失效的电子产品的型号、序列号、失效的具体现象、失效发生的条件等。
同时，收集相关的测试数据、图纸和技术文档，以便后续分析。
2.观察失效现象：根据收集到的失效信息，观察失效现象。
可以通过目测、实验或测试设备获得详细的失效现象。
例如，观察是否有烧焦、损坏或变色的电子元件，是否有断路或短路现象等。
3.分析失效原因：在观察失效现象的基础上，分析可能的失效原因。
根据失效现象和相关测试数据，可以确定失效可能是由电子元件、焊接问题、PCB设计问题、环境条件或其他因素导致的。
通过排除法，逐步缩小失效原因的范围。
4.实验验证：根据分析的失效原因，进行实验验证。
可以通过替换电子元件、重新焊接或更换PCB等方式进行实验。
通过实验验证，确认分析的失效原因是否正确，或者是否有其他失效原因需要考虑。
5.深入分析：如果实验验证无法得出准确的失效原因，需要进行深入分析。
这可能需要使用专业的分析设备、显微镜、红外热成像等，对失效电子元件或PCB进行进一步的检查和测试。
同时，也可以参考相关的技术文档和资料，寻找可能的失效原因。
6.解决问题：根据分析和实验验证的结果，确定最终的失效原因，并采取适当的措施解决问题。
根据具体情况，可能需要更换电子元件、重新焊接或修改PCB设计等。
在解决问题后，需要再次进行测试和验证，确保失效已经修复。
PCBA失效原因分析
PCBA失效原因分析PCBA（Printed Circuit Board Assembly）是电子产品中的核心部件之一，由于其复杂的结构和多样化的功能，随着使用时间的增长或者外部环境的影响，可能会出现失效的情况。
本文将会分析PCBA失效的原因。
首先，PCBA的失效可能是由于电气元件的损坏或故障引起的。
例如，电容器、电阻器、晶体管等元件可能因为使用寿命到期或受到过高的电流、过热等因素的影响而导致失效。
另外，PCBA中的连接元件，如插座、接线头等，也可能因为连接不良、脱落或者损坏而导致失效。
其次，PCBA的失效可能与环境因素有关。
例如，长期暴露在高温、高湿度的环境下，PCBA中的元件可能会因为氧化、腐蚀等原因而失效。
此外，PCBA可能会受到静电放电、电磁干扰等外部干扰因素的影响，从而导致失效。
另外，PCBA的失效还可能与制造过程中存在的质量问题有关。
例如，PCBA制造过程中的焊接不良、元件安装错误或损坏等问题，可能导致整个PCBA的失效。
此外，如果PCBA制造过程中使用的材料质量不合格，或者存在不合理的设计，也可能导致PCBA的失效。
最后，PCBA的失效还可能与设计问题有关。
例如，PCBA的布局不合理，导致热量不能有效散发，进而引发元件过热；或者PCBA的电路设计存在缺陷，导致电路无法正常工作。
这些设计问题中可能包括电路的结构错误、电路连接方式不当等问题。
综上所述，PCBA的失效原因主要包括电气元件的损坏或故障、环境因素、制造过程中的质量问题以及设计问题。
在实际应用中，用户和制造商应对这些可能的失效原因进行分析和预防，以提高PCBA的可靠性和稳定性。
电子产品失效模式分析1
电子产品失效模式分析失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。
在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。
01、失效分析流程图1 失效分析流程02、各种材料失效分析检测方法1、PCB/PCBA失效分析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。
图2 PCB/PCBA失效模式爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析：•扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)•显微红外分析(FTIR)•俄歇电子能谱分析(AES)•X射线光电子能谱分析(XPS)•二次离子质谱分析(TOF-SIMS)热分析：•差示扫描量热法(DSC)•热机械分析(TMA)•热重分析(TGA)•动态热机械分析(DMA)•导热系数(稳态热流法、激光散射法)电性能测试：•击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移•破坏性能测试：•染色及渗透检测2、电子元器件失效分析电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。
图3 电子元器件失效模式开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等常用手段电测：连接性测试电参数测试功能测试无损检测：•开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)•去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)•微区分析技术(FIB、CP)制样技术：•开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)•去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)•微区分析技术(FIB、CP)显微形貌分析：•光学显微分析技术•扫描电子显微镜二次电子像技术表面元素分析：•扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)•俄歇电子能谱分析(AES)•X射线光电子能谱分析(XPS)•二次离子质谱分析(SIMS)无损分析技术：•X射线透视技术•三维透视技术•反射式扫描声学显微技术(C-SAM)▍3、金属材料失效分析随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。
pcba失效 应变
pcba失效应变摘要：1.PCBA失效的定义与原因2.应变分析的重要性3.失效分析流程4.应对PCBA失效的策略5.预防PCBA失效的方法正文：随着电子技术的不断发展，PCBA（印刷电路板组装）已成为各类电子产品中的核心部分。
然而，在实际应用过程中，PCBA失效的问题也日益凸显。
本文将针对PCBA失效的相关问题进行探讨，分析其原因，并提出应对策略。
一、PCBA失效的定义与原因1.定义：PCBA失效指的是印刷电路板组装在使用过程中，不能正常发挥预期功能的现象。
2.原因：（1）元器件老化：长时间使用导致元器件性能下降，无法满足使用要求。
（2）外部环境：如温度、湿度、振动等环境因素影响PCBA的稳定性。
（3）设计缺陷：PCBA设计不合理，导致元器件布局、电源电路、信号传输等方面出现问题。
（4）生产工艺：加工过程中，如焊接、组装等环节出现问题，影响PCBA 的质量。
二、应变分析的重要性应变分析是评估PCBA失效风险的关键环节。
通过对PCBA进行应变分析，可以发现潜在的失效模式，为后续的改进提供依据。
应变分析方法包括以下几点：1.红外热像技术：检测PCBA各部位的温度分布，分析热量分布不均的原因。
2.振动测试：检测PCBA在实际使用过程中的振动情况，分析其对元器件性能的影响。
3.寿命测试：模拟实际使用环境，测试PCBA的寿命，评估其可靠性。
三、失效分析流程1.现场调查：了解PCBA的使用环境、工作原理等基本信息。
2.失效诊断：通过对失效PCBA进行外观检查、电气性能测试等，确定失效原因。
3.失效分析：根据失效诊断结果，深入分析失效原因，找出问题根源。
4.改进措施：针对失效原因，提出相应的改进措施。
5.效果验证：实施改进措施后，对PCBA进行测试，验证其有效性。
四、应对PCBA失效的策略1.优化设计：合理规划元器件布局，提高电路板的抗干扰能力。
2.选用优质元器件：选用耐老化、性能稳定的元器件，降低失效风险。
PCBA常见制程异常与改善
3、当PCB上有0201chip件、0.5mm及以下间距多脚元件(IC、CON等)或0.8及以下 间距的BGA时，拼板时在满足最小尺寸规格的前提下适当减少拼板的数量。
Page 5 of 25
3
PCBA制程对PCB外形尺寸与拼板的要求
PCB平面图示
4、用于定位的长边x这一对边必须 保证外形是比较整齐的，因产品外 形不规则导制的缺口部分长度不可 超过总长度的20%，否则需要加工 艺边处理； 5、当长边x与短边y的比例x：y≤4： 3时，也可以将短侧边即y方向的一 对板边作为定位边，即此时如y边符 合上述第3、4、5条时，可以不用 再加工艺边， 但在必须加工艺边的 情况下，仍优先加在长侧边； 6、当PCB的SMT部分为双面锡膏贴片制程，TOP与BOT面的器件均符合二次过炉的条 件时，可考虑阴阳拼板板以减少SMT转换线的次数。
1
PCBA生产制程异常的特点与影响介绍
PCBA/SMT是一个综合了机械、电子、光学、物理热学、化工材料、电子 材料、现场管理等多方面专业技术要求的行业，是现代高科技制造业的代表性行 业，主要以高度自动化的设备，来实现电子电路的装联工作，从制程管理的特点 来讲，主要体现在： 批量化的流线性作业，制程中任一环节的异常影响范围广、数量大。 4M1E，均对制程的稳定性有着重大影响。 产品个性化强，立体化的结构差异，对产品的检测、周转、包装均有较高的要 求，否则将产生不同程度的不良现象。 不良品的修复难以实现批量化作业，返修过程质量可控性低，所以需一次就做
内容大纲
1 2 3 4 5 6 7 善 MIC BGA焊盘异常对SMT制程的影响 BGA 焊接气泡现象与改善 CHIP件的立件、空焊不良现象
Page 1 of 25
PCBA生产制程异常的特点与影响介绍 PCBA制程要因分析图
PCB行业之失效模式影响分析
PCB行业之失效模式影响分析PCB行业是电子产品制造的基础，负责为电子设备提供电气连接和信号传输功能。
然而，由于电子元件和工艺的复杂性，PCB在使用过程中可能会出现各种失效现象。
了解和分析这些失效模式对于提高PCB质量和可靠性至关重要。
本文将讨论几种常见的PCB失效模式及其影响。
首先，焊膏开裂是一种常见的PCB失效模式。
焊膏是用于连接电子元件和PCB的材料，通常由锡和铅合金制成。
当焊接温度过高或焊接时间过长时，焊膏可能会发生开裂。
这种失效会导致焊点松动或脱落，进而影响电子元件的连接性和信号传输。
为了解决这个问题，PCB制造商可以优化焊接工艺，控制焊接温度和时间。
其次，线路跟踪断裂是另一种常见的PCB失效模式。
线路跟踪是PCB上用于电气连接的导线，通常由铜制成。
当线路跟踪处于过载或弯曲条件下，它们可能会发生断裂。
这导致电路中断，无法正常工作。
要防止线路跟踪断裂，PCB设计师可以增加线路跟踪的宽度和厚度，以提高其耐电流和耐机械应力能力。
另一种常见的PCB失效模式是电解腐蚀。
电解腐蚀是指电流通过PCB表面的导线和焊点时产生的化学反应。
这会导致导线或焊点的材料被腐蚀，最终导致PCB失效。
为了减少电解腐蚀，PCB制造商可以采用防腐蚀涂层或使用高耐蚀材料制造导线和焊点。
此外，PCB还可能面临温度循环引起的热应力和湿度引起的湿度敏感失效。
温度循环是指PCB在不同温度下频繁变化，导致PCB材料的膨胀和收缩。
长期温度循环会导致焊点和线路跟踪断裂。
湿度敏感失效是指PCB暴露在高湿度环境中时导致电子元件腐蚀或绝缘材料吸湿膨胀。
这可能导致导线短路或焊点发生电解腐蚀。
为了抵御这些失效模式，PCB制造商可以选择高温和湿度耐受材料，以及改善设计和封装技术。
综上所述，PCB行业的失效模式多种多样，可能影响PCB的连接性、信号传输和整体可靠性。
为了减少这些失效的发生，PCB制造商应该改善工艺、优化设计和选择合适的材料。
此外，持续监测和测试PCB的可靠性也是保证良好PCB质量的重要措施。
PCBA不良焊点形成分析与检验规范
補焊。
.
影響性 焊點壽命較短，容易於使用一段時間
後，開始產生焊接不良之現象，導致功能 失效。 造成原因 1.焊點凝固時，受到不當震動(如輸送皮帶
震動)。 2.焊接物(線腳、焊墊)氧化。 3.潤焊時間不足。 .
補救處置 1.排除焊接時之震動來源。 2.檢查線腳及焊墊之氧化狀況，如氧化過
於嚴重，可事先Dip去除氧化。 3.調整焊接速度，加長潤焊時間。
影響性
電子零件無法完全達到固定作用，嚴 重時可能因震動而致使線路斷裂、功能失 效。
造成原因 1.焊接時溫度過高或焊接時間過長。 2.PCB之銅箔附著力不足。 3.焊錫爐溫過高。 4.焊墊過小。 5.零件過大致使焊墊無法承受震動之應力。
.
補救處置 1.調整烙鐵溫度，並修正焊接動作。 2.檢查PWB之銅箔附著力是否達到標準。 3.調整焊錫爐之溫度至正常範圍內。 4.修正焊墊。 5.於零件底部與PWB間點膠，以增加附著
補救處置 1.調高預熱溫度。 2.調慢輸送帶速度，並以Profile確認板面
溫度。 3.更新助焊劑。 4.確認錫波高度為1/2板厚高。 5.清除錫槽表面氧化物。 6.變更設計加大零件間距。 7.確認過爐方向，以避免並列線腳同時過
爐，或變更設計並列線腳同一方向過爐。
.
漏焊
特點
OK
NG
零件線腳四週未與焊錫熔接及包覆。
補焊。
.
影響性 1.易造成“線路短路”的可能。 2.會造成安距不足，電氣特性易受引響而
不穩定。 造成原因 1.助焊劑含水量過高。 2.PCB受潮。 3.助焊劑未完全活化。
.
補救處置 1.助焊劑儲存於陰涼且乾燥處，且使用後
必須將蓋蓋好，以防止水氣進入；發泡 氣壓加裝油水過濾器，並定時檢查。 2.PCB使用前需先放入80℃烤箱兩小時。 3.調高預熱溫度，使助焊劑完全活化。
PCB(A)失效分析介绍
三、失效案例（2）
样品编号 区域1 区域4
线膨胀系数（ppm/℃）
≥Tg
265.6
≤Tg
52.43
≥Tg
254.7
≤Tg
62.17
50~260℃膨胀百分比（%） 4.167
3.887
测试样品 区域1 区域4
测试结果（℃） 317.09（5%质量损失，N2） 318.28（5%质量损失，N2）
备注：区域1为通孔相对密集区，区域4为通孔相对稀疏区。 其中铜孔密集区基板的热膨胀系数较铜孔稀疏区偏高，即前者比后者热膨胀量略大，这主 要是由于铜本身吸热、传导速度快，使得基板孔铜密集区接受热量相对较高导致。
•根据测试的需求，我们也可以用到前面提到的 更精密的仪器！
PCB(A)典型缺陷
三、失效案例（1）
NG样品爆板分层位置较集中，位于孔附近或样品边缘。爆板位置剥离 后表面平整，仅有少量树脂在爆板时被分离。
爆板分层主要发生在芯板和PP之间，断面平整，少量树脂附着于PP上， 部分位置存在芯板开裂现象。
三、失效案例（1）
失效分析流程
失效发生 失效样品保存
外观检查、电性能测 试
无损分析
内部分析
样品制备 定位失效点
物理分析 确定失效机理
纠正措施
搜集失效及环境信息 失效分析方案设计
应力试验分析
故障模拟分析
结果验证
二.仪器简介
外观检查 无损分析
体式显微镜、金相显微镜 X射线透视仪、CT、扫描声学显微镜(C-SAM)
性能分析
PCB(A)失效分析介绍
目录
一.失效分析定义 二.仪器简介 三.典型案例
一.失效分析定义
失效分析是一种事后分析手段，在开发、测试、小批 量试产，量产阶段及用户使用期间器件产生的失效问 题，通过使用各种测试分析技术和分析程序确认产品 的失效现象，分辨其失效模式或机理，确定其最 终的失效原因，提出在物料、设计、工艺等方面的改 进建议，来消除失效并防止失效的再次发生，提高产 品可靠性，它来自可靠性工程的一个重要组成部分。
PCB有哪些失效分析技术 PCB失效分析方法汇总
PCB 有哪些失效分析技术PCB 失效分析方法汇总
对于PCB 失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB 在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，为此笔者为大家重点总结了十项用于PCB 失效分析的技术，包括：
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。
外观检查主要检查PCB 的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。
另外，有许多PCB 的失效是在组装成PCBA 后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。
2、X 射线透视检查
对于某些不能通过外观检查到的部位以及PCB 的通孔内部和其他内部缺陷，只好使用X 射线透视系统来检查。
X 光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X 光的吸湿或透过率的不同原理来成像。
该技术更多地用来检查PCBA 焊点内部的缺陷、通孔内部缺陷和高密度封装的BGA 或CSP 器件的缺陷焊点的定位。
目前的工业X 光透视设备的分辨率可以达到一个微米以下，并正由二维向三维成像的设备转变，甚至已经有五维（5D）的设备用于封装的检查，但是这种5D 的X 光透视系统非常贵重，很少在工业界有实际的应用。
3、切片分析
切片分析就是通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀、观察等一系列手段和。
系统产品PCBA制程失效模式验证对策
錫銀銅SAC & 錫鉛SnPb 焊点差異
Ag3Sn Platelet Concern
無鉛焊點Pb-free 製程的挑战
無鉛或RoHS焊點/ PCBA失效要因
• 由Lead-Free焊點試驗結果發現: • After AQI test(Assembly Quality Inspection : 紅墨水/ 染
無鉛錫球Ag3Sn與常用2種無鹵 PCB(ENIG & OSP)搭配HTSL:
• HTSL(High Temperature Stress Life)高溫應力 測試發現: (1) PCB有機板OSP比化金板ENIG強度好. (2) OSP與無鉛錫球比搭配Silver immersion 在溫度衝擊後, BGA內部更不易有氣泡.
焊点异常-机械冲击试验后
製程孔洞问题(<25% is Enough?)
25% Void in BGA??
• 焊錫氣泡(void)出現在BGA球心附近, 則表示 與PCB板無關, SMT與錫爐製程需要調整.
Void氣泡發生:
• BGA內部氣泡都發生在攝氏217度. • 超過攝氏217度因為Cu滲入Sn, 所以將決定
• 2012之後即為Phosphorous Free無磷時期: 材料技術瓶頸與可靠度驗證 標準需再修訂.
• 而且目前也發現錫鉛焊點的錫樹枝(Sn Dendrite)又比錫銀銅焊點細許 多Lead-Free焊點 冷卻速率需比錫鉛焊點高, 才不易發生錫原子結合而影響焊點強度.
何為BLR(PBCA板階)
系統產品的可靠度問題發生原因
• 1. 零組件不穩定(尤其是BGA封裝的IC) • 2. PCB材料的問題(化金板, OSP板或是化 銀
板, 因為PCB搭配不同焊錫如SAC105或 SAC305就呈現不同的機械性質) • 3.焊點問題(焊錫, 錫膏與助焊劑因素) • 4.組裝問題(Assemblies process, 如SMT溫度 或冷卻速率等, 將會影響焊接面IMC共晶化 物層結構, 進而影響系統產品強度).
pcba失效 应变
pcba失效应变
PCBA（Printed Circuit Board Assembly）失效是一个复杂的问题，涉及多个因素。
应变是其中重要的一环，特别是对于那些经过多次温度循环或暴露在极端温度环境中的PCBA。
首先，我们需要了解什么是应变。
应变是物体因受到外力或热变化而发生的变形。
在PCBA中，应变是由于温度变化或机械应力引起的材料变形。
这种应变可能导致连接点断裂、焊点失效或其他电气性能问题。
PCBA的制造过程中，不同的材料和组件具有不同的热膨胀系数。
当温度变化时，这些不同的热膨胀系数会导致应变产生。
如果应变过大，超过了材料的承受能力，就会导致结构损坏或电气性能下降。
此外，制造过程中的机械应力也可能导致PCBA出现应变。
例如，在贴片加工过程中，由于压力、温度和时间等因素的影响，焊点可能会受到机械应力的作用，从而产生应变。
为了减少PCBA的应变失效风险，制造商需要采取一系列措施。
首先，选择具有低热膨胀系数的材料，以减少温度变化对PCBA的影响。
其次，优化制造工艺，如调整焊接温度和时间，以减少机械应力的产生。
此外，对PCBA进行严格的测试和质量控制也是必不可少的。
总之，PCBA的应变失效是一个需要重视的问题。
通过选择合适的材料、优化制造工艺和加强测试与质量控制，制造商可以降低PCBA的应变失效风险，提高产品的可靠性和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Long Term Reliability on Thermal Cycle
Random Vibration Test
Random Vibration Test
Random Vibration Test
Random Vibration Test
Random Vibration Test
Mechanical Shock Test
無鹵HF PCB板與焊錫搭配
• SAC105與HF PCB搭配時, 機械性質為最佳. • 低銀焊錫(SAC105)耐衝擊, 適用手持式產品. • 高銀焊錫(SAC305)耐溫變, 適用桌上型產品.
失效的关键因素-IMC共晶化合物層
不良IMC層的影響
造成IMC異常破裂的原因
不良IMC層的影響
焊点异常-机械冲击试验后
製程孔洞问题(<25% is Enough?)
25% Void in BGA??
• 焊錫氣泡(void)出現在BGA球心附近, 則表示 與PCB板無關, SMT與錫爐製程需要調整.
Void氣泡發生:
• BGA內部氣泡都發生在攝氏217度. • 超過攝氏217度因為Cu滲入Sn, 所以將決定 IMC厚度.
錫銀銅SAC & 錫鉛SnPb 焊点差異
Ag3Sn Platelet Concern
無鉛焊點Pb-free 製程的挑战
無鉛或RoHS焊點/ PCBA失效要因
• 由Lead-Free焊點試驗結果發現: • After AQI test(Assembly Quality Inspection : 紅墨水/ 染 色試驗, X-Ray, 超音波, 切片, 錫球推拉試驗)發現: 17% Failure; 為製程因素.表示產品經振動與落下試驗後亦 很可能Fail. • After TCT test(溫度循環): 30% Failure • After Shock test: 38% Failure. • After Vibration test: 2% Failure. • After HALT test: 13% Failure.(開機狀態的HALT test).
PCBA无铅及无卤素可靠度验证方 案
Stress Mode vs. Defect Detected (系統產品)
PCBA Temperature Cycle Qualification Test
Accelerated Life of Thermal Cycle
Inspection Point for Thermal Cycle
電遷移原因
CAF孔短路原因
CAF/SIR影響
PCB 可靠度的挑战
零組件上PCBA板驗證平台
IC晶片焊到PCB板發生翹曲疊球(Warp-Page) :
• 避免IC晶片焊到PCB發生翹曲或疊球(Warp-Page), 系 統廠應該要求IC封測廠進行: (1)Solder-ability沾錫試驗 (2)除菊線路試驗(daisy chain test) (3)AQI製程組裝品質試驗(Assembly Quality Inspection) a. 紅墨水/染色試驗 b. 超音波試驗 c. X-Ray試驗 d. 切片試驗 e. 錫球冷熱球推拉試驗 AQI OK=> 表示製程OK =>進行系統產品可靠度 Test.
建議試驗隨機抽樣數
• 二項式分配 : (1)IAD: n=22 PCS(α=10%; β=10%). (2)車電產品: n=76 PCS(α=3%; β=10%).
建議試驗隨機抽樣數
建議試驗隨機抽樣數
除菊線路試驗(daisy chain test)
除菊線路試驗(daisy chain test)
Mechanical Shock Test
Mechanical Shock Test
Mechanical Shock Test
高可靠產品度测试要求项目
現行各國際網通大廠之PCB現況
• (1)CISCO: 汰用化金化銀與ENIG, 採用 OSP(用於高頻產品) • (2)DELL: 汰用化銀, Sn/Pb與Bright Tin, 多 採用AO3 PCB. 而且Pb-Free產品都需做 HALT Test. • (3)HP: 僅化金板不建議使用.
失效關鍵因素—BGA異常失效
失效焊点类型-通孔(支撑孔)
通孔造成失效案例分析(Heat Sink)
ECM/CAF/SIR:
• 電遷移,孔短路與表面絕緣電阻 (ECM/CAF/SIR)等間斷性失效通常發生在產 品投入市場使用數月後出現. • 為dendrite樹狀物短路所造成, dendrite發生 率: Ag>Cu>Pb>Sn>Au =>(1)注意材料與製程變更. (2)助焊劑, 錫膏與製程等濕度及離子污染 管理
环保趋势对电子电器产品的挑战
無鉛或RoHS焊點/ PCBA失效要因
• (1)由歷史來看待產品問題與主要挑戰:
• 2000~2006年: 為無鉛Pb-Free時期, 因為在焊上BAG的PCBA折彎試驗 (bending test)發現錫鉛(PbSn)焊點的彈性是錫銀銅(SnAgCu)焊點的2倍, 所以主要影響為零件, 焊點, PC板 & SMT製程的可靠度驗證標準都需改 變. • 2006~2008年: 為RoHS時期, 主要影響就是RoHS法規加速製程轉換,但因 製程與原料忽然改變, 造成RMA客退比例急速攀升, 尤其2008年最嚴重. • 2008~2012年: 為Halogen-Free(Br,Cl)Sb2O3無鹵時期: 主要影響就是PCB Crater, ECM/CAF(電遷移與孔短路). • 2012之後即為Phosphorous Free無磷時期: 材料技術瓶頸與可靠度驗證 標準需再修訂. • 而且目前也發現錫鉛焊點的錫樹枝(Sn Dendrite)又比錫銀銅焊點細許 多, 所以錫鉛焊點的耐衝擊強度遠比 錫銀銅焊點好很多. Lead-Free焊點 冷卻速率需比錫鉛焊點高, 才不易發生錫原子結合而影響焊點強度.
無鉛錫球Ag3Sn與常用2種無鹵 PCB(ENIG & OSP)搭配HTSL:
• HTSL(High Temperature Stress Life)高溫應力 測試發現: (1) PCB有機板OSP比化金板ENIG強度好. (2) OSP與無鉛錫球比搭配Silver immersion 在溫度衝擊後, BGA內部更不易有氣泡.
除菊線路試驗(daisy chain test)
除菊線路試驗(daisy chain test)
IPC-Std. Daisy chain
IPC-Std. Daisy chain
HASL/ENIG/OSP Daisy chain
零組件可靠度验证方案
PCB板验证项目方案
AQI製程組裝PCBA品質检验项目
常見系統產品PCBA板階BLR失 效模式的可靠度驗證
TVC/QTR無鉛Pb-Free或RoHS焊點/ PCBA失效要 因分析 • 2.Board Level板階(IC上板的PCBA)可靠度驗證/ 分析手法(如IPC/JEDEC)
• 3.現行各國際網通大廠現況
何為BLR(PBCA板階)
系統產品的可靠度問題發生原因
• 1. 零組件不穩定(尤其是BGA封裝的IC) • 2. PCB材料的問題(化金板, OSP板或是化 銀 板, 因為PCB搭配不同焊錫如SAC105或 SAC305就呈現不同的機械性質) • 3.焊點問題(焊錫, 錫膏與助焊劑因素) • 4.組裝問題(Assemblies process, 如SMT溫度 或冷卻速率等, 將會影響焊接面IMC共晶化 物層結構, 進而影響系統產品強度).
ISTI經驗:
• 1.如果能控制好IC(BGA與pin腳), PCB與SMT 製程溫度, 則能控制住系統產品80%的RMA 發生率. • 2.如果能解決PCBA板階可靠度問題(Board Level Reliability, 如不同BGA錫球與不同PCB 搭配性問題)則可避免50%RMA的發生率.