PCBA失效分析方法及其典型的案例研究
PCBA存在漏电、短路失效分析
PCBA存在漏电、短路失效分析美信检测摘要：本文通过无损及结构分析，发现样品失效根本原因是PCB板存在质量异常，部分产品出现了内部铜线异常搭接于焊盘位置。
失效样品关键词：PCB、PCBA、漏电、短路1.案例背景PCBA使用过程中发现存在漏电、短路现象。
2.分析方法简述通过外观检查，未发现PCB及PCBA样品短路线路上有任何外观不良。
在进行电阻测试排查的过程中，发现在PCBA板在A区域的电容与其下方电阻之间存在短路。
PCB板样品中未发现异常。
X-Ray透视发现PCBA样品在A区域均可看到内部框架的金属细丝连接到电容的一个电极，该异常现象在委托方提供的失效样品中均存在。
PCB板中发现了一个样品存在有金属丝接近该焊盘但未连接。
光板正常部位透视图通过去除失效样品表面绿油，可明显看到PCBA样品该位置铜皮连接到A区域电容电极。
PCB样品A区域铜丝连接电容焊盘的连接点有明显过电的痕迹。
通过对失效样品水平研磨观察，明显可看到该异常铜皮与是与其相邻铜焊盘连接。
失效部位去绿油后图片根据以上的测试结果，可以明显的看出导致PCBA样品失效不是因为其焊接不良引起的短路。
焊接工艺也不会导致PCBA样品出现绿油下的铜丝在绿油不破损的情况下产生形变搭接在相邻的元件焊盘位置。
去绿油后，可以明显的看到，X-Ray所看到的铜线直接连接到了A区域的焊盘，对比正常PCB板的A区域，该铜线应该平行存在于两焊盘中间位置。
但从目前我们看到的现象可知，失效PCBA板的该位置铜线均出现了偏移，不均匀的搭接于电容焊盘上。
因此，可判定导致PCBA失效的原因为PCB板存在质量异常，部分产品出现了内部铜线异常搭接于焊盘位置。
因而致使相关电路出现了漏电、短路现象。
PCB的CAF测试失效分析案例
PCB的CAF测试失效分析案例PCB的CAF（Conductive Anodic Filament）测试是一种用于评估电子产品印刷电路板的可靠性的测试方法，它能够检测到可能导致电子设备损坏或故障的潜在问题。
然而，有时候CAF测试可能会失效，即不能准确地检测到问题，导致缺陷产品被误判为合格产品。
本文将通过一个实际案例来分析PCB的CAF测试失效原因。
在家电子制造公司的生产线上，制造商对所有PCB进行CAF测试以确保其可靠性。
CAF测试是通过将电流注入PCB中，将其浸泡在盐溶液中，并检查是否存在电流泄漏的现象来进行的。
在测试过程中，如果有电流泄漏，说明可能存在导电的异物，导致电路损坏。
然而，在一批PCB中，CAF测试出现了失效现象。
虽然这些PCB在CAF测试之前都经过了完整的制造流程，并通过了其他各项测试，但在CAF测试阶段仍然出现了电流泄漏。
制造商决定对此进行详细调查，以找出问题所在。
首先，制造商对可能的失效原因进行了分析。
他们注意到，电流泄漏现象主要发生在焊盘附近，并且与焊盘和PCB表面涂覆的保护层之间有一层薄膜。
制造商怀疑这可能是导致CAF测试失效的主要原因之一为了验证这一猜测，并找到具体的原因，制造商进行了实验。
他们选择了几个有电流泄漏的PCB，并将它们切割成小块进行进一步分析。
通过显微镜观察，制造商发现在焊盘和薄膜之间存在一些微小的裂纹。
这些裂纹可能形成了导电通道，并导致了电流泄漏现象。
为了进一步验证，制造商还进行了材料分析。
通过对薄膜的成分进行分析，制造商发现薄膜中掺有一种对电导率较敏感的材料。
这些材料可能在制造过程中被不慎混入，导致了薄膜在CAF测试中失效。
综合以上分析结果，制造商得出结论，PCB的CAF测试失效是由于焊盘附近的薄膜存在裂纹，并含有导电材料引起的。
制造商进一步调整了制造过程，增强了焊盘附近薄膜的耐压性，并加强了对材料的筛选和控制，以确保不会再次出现类似问题。
通过这个案例，我们可以看到CAF测试失效的原因可能是多方面的，可能与制造过程中的材料问题、设计问题或操作问题有关。
焊点失效分析技术与案例-经典
1.0 PCBA焊点可靠性的位置与作用
电子电 器核心
PCBA (Printed Circuit Board Assembly 印制电路组件 )
焊 点 可 靠 性
互连可靠性 （压 其接 它绑 ）定
PCB 可 靠 性
可元 靠器 性件
1.1 导致PCBA互连失效的主要的环境原因
Source: U.S. Air Force Avionics Integrity Program
镍镀层的组成EDX分析（P含量偏低）
4.1 MP3主板焊点脱落原因分析(7)
Au Ni Cu LAMINATE
ENIG Finish Pad 结构示意图
分 析 结 论
PCB焊盘金镀层和镍镀层结构不够致密，表面存在裂缝，空气中的水份容 易进入以及浸金工艺中的酸液容易残留在镍镀层中；同时镍镀层磷含量 偏低，导致了镀层耐酸腐蚀性能差，容易发生氧化腐蚀变色，出现 “黑 焊盘”现象，使镀层可焊性变差。通常作为可焊性保护性涂覆层的金镀 层在焊接时会完全溶融到焊料中，而镍镀层由于可焊性差不能与焊料形 成良好的金属间化合物，最终导致元器件因焊点强度不足而容易从PCB板 面脱落。
1.2 PCBA焊点的主要失效模式
主要失效模式
假 焊 虚 焊
机 械 强 度 低
疲 劳 寿 命 低
腐 蚀
其 他
1.3 PCBA焊点形成过程与影响因素
焊点形成的基本过程 润湿
扩散 冶金化
最关键步骤，影响因素：PCB、 元器件、焊料、焊剂设备、 工艺参数
焊接温度、焊接时间、冷却时间
焊接温度、焊接时间
1.3.1 焊点形成的关键－润湿过程分析
FA－Case1: MP3主板焊点脱落原因分析 FA－Case2：FPC焊盘失效分析（1853） FA－Case3：CMOS/CS 焊点开路失效分析（1773）
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。
PCBA生产PFMEA分析范例
PCBA生产PFMEA分析范例PFMEA（Process Failure Mode and Effects Analysis）是一种常用于PCBA（Printed Circuit Board Assembly）生产过程中的质量管理工具。
该分析方法通过系统性的分析和评估，识别潜在的失败模式、确定可能的故障原因，从而采取相应的预防措施，提高产品质量和生产效率。
下面是一个关于PCBA生产PFMEA的分析范例。
一、引言二、PCBA生产PFMEA分析1.定义流程：PCBA生产的主要流程包括：元器件采购、贴片、焊接、测试等。
2.识别可能的失败模式和原因：a.失败模式：对于贴片过程来说，可能的失败模式包括元器件位置偏移、元器件损坏、焊接不良等。
b.失败原因：元器件位置偏移可能是由于贴片机不准确或元器件供应商提供的元器件尺寸不一致；元器件损坏可能是由于运输过程中的振动或不当操作；焊接不良可能是由于温度、时间或焊锡质量等方面的问题。
3.评估风险和影响：a.风险评估：根据失效模式的严重程度、发生概率和容忍度等因素，确定每个潜在风险的严重性等级，如高、中、低。
b.影响评估：针对每种失效模式和原因，评估其对PCBA生产过程的影响程度和频率。
c. 风险优先级数（Risk Priority Number，RPN）：根据风险严重性等级和影响程度等级，计算每个潜在风险的RPN值，设置临界值以确定应采取的优先行动。
4.制定措施：a.预防措施：针对高优先级的风险，采取相应的预防措施，如定期检查贴片机的准确性、选用可靠的元器件供应商等。
b.检测措施：针对中优先级的风险，实施相应的检测手段，如增加焊接质量检验的频率、使用显微镜检查元器件等。
c.应急措施：针对低优先级的风险，制定相应的应急措施，如备用元器件的储备、追踪供应链的可靠性等。
5.评估措施的实施效果：a.监控措施：对实施的各项措施进行监控和追踪，确保其有效性和及时性。
b.改进措施：根据监控结果进行持续改进，对不合格品进行分析和评估，并及时调整相应的措施。
一种典型的PCBA组件焊点失效研究
一种典型的PCBA组件焊点失效研究化学镍金（ENIG）工艺由于优越的性能被广泛应用于PCB表面处理中，但在实际使用中却存在镍腐蚀的现象，严重影响电子产品品质。
本文就某PCBA 組件出现焊点失效的案例出发，探讨PCB化学镍金镍腐蚀失效原因以及应对措施。
标签：PCBA；焊点失效；镍腐蚀1 引言印制印路板（PCB）作为印制线路板组件（PCBA）的基础模块，其质量对于组件的可靠性及装机后的工作质量尤为关键。
ENIG工艺由于其焊盘平整度好、可焊性好、接触电阻小、高湿环境中不氧化、可作散热表面等优点被广泛应用于PCB表面处理中。
但ENIG在实际使用中存在镍腐蚀的现象，严重影响电子产品品质。
2 焊点失效案例研究2.1 背景信息某PCBA组件在经历两轮随机振动、温度循环、高温老练等筛选试验过程均能正常工作，在后期使用过程上电约10分钟后某线路出现失效，断电半小时后重新上电恢复工作。
经故障排查，为PCBA组件上某BGA芯片A引脚出现开路。
2.2 电测及外观检查在常温状态下测量A引脚失效线路位置与电线接地端（GND）之间电阻约为1.8欧姆。
进一步用热风枪对着样品失效区域施加热风，失效线路对地电阻逐渐增大，热风施加至第8秒时失效线路对地发生开路。
进一步对失效焊点位置进行外观检查，失效线路未见腐蚀、阻焊模破损等异常。
2.3 3D X-RAY扫描扫描了故障模块的故障点某BGA芯片的A引脚焊点，未见明显异常。
2.4 声学扫描检查对某BGA芯片进行声学扫描显微镜检查，结果显示所检器件未见分层，未见明显缺陷，检测结果见表1。
2.6 SEM&EDS分析对某芯片A引脚焊点截面进行SEM&EDS分析显示：A焊点的焊球与PCB 焊盘分离，分离界面未见明显的IMC（金属件间化合物）层。
靠近A引脚一侧的焊点普遍发生开裂，开裂界面均发生在焊料IMC与PCB焊盘之间，焊盘镍层可见连续的渗透性腐蚀形貌及明显富磷层，磷元素在镍层中的相对含量接近19%wt，如图1所示。
PCB失效分析技术总结及实用案例分享
PCB失效分析技术总结及实用案例分享作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB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。
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。
对于这种失效问题，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，本文总结了十大失效分析技术，供参考借鉴。
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步骤获得PCB横截面结构的过程。
通过切片分析可以得到反映PCB（通孔、镀层等）质量的微观结构的丰富信息，为下一步的质量改进提供很好的依据。
但是该方法是破坏性的，一旦进行了切片，样品就必然遭到破坏；同时该方法制样要求高，制样耗时也较长，需要训练有素的技术人员来完成。
PCB板上沉锡焊盘上锡不良失效分析
PCB 板上沉锡焊盘上锡不良失效分析
PCB 应用广泛，但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。
沉锡焊盘上锡不良失效分析
1.背景：
送检样品为某PCBA 板，该PCB 板经过SMT 后，发现少量焊盘出现上锡不良现象，样品的失效率大概在千分之三左右。
该PCB 板焊盘表面处理工艺为化学沉锡，该PCB 板为双面贴片，出现上锡不良的焊盘均位于第二贴片面。
2.分析说明：
首先进行外观检查，通过对失效焊盘进行显微放大观察，焊盘存在不上锡。
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。
失效分析经典案例--BGA焊接不良
DFR-01
一、样品描述
所送检的PCBA样品经电性能测试发现其BGA部位可能有焊接不良（怀疑虚焊）存在，现需分析该问题是该PCBA在SMT制程中造成或是PCB 的（即上锡不良）原因。
委托单位提供了一件PCBA样品与所用的3件PCB 样品。
二、分析过程
1、显微分析
将PCBA上的BGA部分切下，用环氧树脂镶嵌、刨磨、抛光、腐蚀制作BGA焊点的金相剖面或截面，然后用Nikon OPTIPHOT金相显微镜与LEICA MZ6立体显微镜进行观察分析，发现在第一排的第四焊点存在缺陷，锡球与焊盘间有明显的分离现象（图1），其他焊点未检查到类似情况。
图1 BGA焊点（第一排第4个）切片截面显微镜照片（1）
2、PCB焊盘的可焊性分析
图2 BGA焊点缺陷部位放大的显微镜照片（2）
图3 PCB上的BGA焊接部位的润湿不良的焊盘（1）
图4 PCB上的润湿不良的焊盘（2）3、PCB表面状态分析
4、SEM以及EDX分析
图6 不良焊点截面的外观SEM分析照片。
图7 SEM照片中A部位的化学（元素）组成分析结果
图8 SEM照片中B部位的化学（元素）组成分析结果
图9 图5中不良焊盘的表面的化学（元素）组成分析结果
5、焊锡膏的润湿性分析
三、结论
经过以上分析，可以得出这样的结论：
1、送PCBA样品的BGA部位的第一排第4焊点存在不良缺陷，锡球焊点与
焊盘间有明显开路。
2、造成开路的原因为：该PCB的焊盘润湿性（可焊性）不良，焊盘表
面存在不明有机物，该有机物绝缘且阻焊，使BGA焊料球无法与焊盘在焊接时形成金属化层。
PCBA通孔上锡不良失效分析
PCBA通孔上锡不良失效分析1.引言随着电子产品的不断发展，PCBA（Printed Circuit Board Assembly）通孔上锡不良失效已成为制造商面临的一项重要问题。
通孔上锡不良失效指的是在PCBA组装过程中，通孔上的锡层存在缺陷或未能达到预期的质量标准，从而导致电子产品的性能下降或者无法正常工作。
本文将从引起通孔上锡不良失效的主要原因、常见的不良现象和影响因素，以及可能的解决方案等多个方面进行详细分析。
2.主要原因通孔上锡不良失效的主要原因可以总结为以下几个方面：(1)PCB生产工艺不当：包括热压工艺不当、上锡工艺控制不当、冷凝水引起的通孔未热波退化等；(2)基材质量问题：例如，基材表面有油污或者氧化膜；(3)无铅钎料使用不当：无铅钎料与常规钎料具有不同的物理特性，使用不当容易导致通孔上锡不良；(4)温度控制不当：温度过高或过低都可能导致通孔上锡不良。
3.常见的不良现象通孔上锡不良失效表现为以下几个常见的不良现象：(1)缺锡：通孔上的锡层不均匀或缺少，导致电路连接不良；(2)箍锡：锡层在通孔上厚度增加，导致电路断路或短路；(3)锡棒：形成一条或多条厚度较大的锡棒，使得电路连通不良。
4.影响因素造成通孔上锡不良失效的影响因素包括：(1)上锡温度：温度过高会导致锡熔化，温度过低则无法保证锡层的均匀性；(2)上锡时间：时间过短会导致不足的锡层覆盖和粘附，时间过长则会引起锡层过厚；(3)钎料粒度：钎料粒度过大会导致上锡不均匀，影响通孔上锡质量；(4)PCB表面处理不当：包括油污、氧化膜等对上锡质量产生负面影响。
5.解决方案为解决PCBA通孔上锡不良失效问题，可以采取以下方案：(1)优化PCB生产工艺：改进热压工艺，确保PCB通孔在上锡过程中能够充分受热，避免冷凝水引起的不良；(2)对基材进行表面处理：确保基材表面无油污或氧化膜等污染物，保证上锡质量；(3)选用合适的无铅钎料：需根据产品要求选择合适的无铅钎料，并确保正确的操作使用；(4)控制上锡温度和时间：确保上锡温度在合适的范围内，上锡时间足够但不过长；(5)控制钎料粒度：选择适当的钎料粒度，避免影响上锡质量。
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。
PCBA上BGA焊点失效失效分析
PCBA上BGA焊点失效失效分析BGA焊点失效是指BGA芯片与PCBA板上的焊点连接不牢固，导致电连接不良或完全失效的情况。
在PCBA制造和使用过程中，BGA焊点失效可能会引起电路故障、功能缺陷和产品质量问题。
本文将分析BGA焊点失效的原因以及解决方案。
一、BGA焊点失效的主要原因1.温度环境变化：BGA焊点处于多次温度循环中，高温会导致焊点疲劳，冷却后的收缩会引起应力集中，从而导致焊点断裂。
2.力学应力：BGA芯片在工作时，由于温度变化或物理碰撞等原因，会导致BGA芯片和PCBA板之间的力学应力增大，从而损坏焊点。
3.材料差异：焊料和基板的热膨胀系数不同，容易产生热应力，导致焊点断裂。
4.制造工艺不当：焊接过程中焊料粘附不牢固，焊接温度不足或过温，焊接时间过长或过短等制造工艺不当都会导致BGA焊点的失效。
5.设计不合理：PCB设计不合理，如焊点尺寸不合适、焊盘布局不合理等，会造成焊点无法正常连接。
二、BGA焊点失效类型及分析1.焊点疲劳断裂：由于温度变化引起焊点疲劳现象，焊点经过多次温度循环后，焊点材料会发生损伤、破裂，导致焊点失效。
此种情况可通过改进焊接工艺和优化焊料材料等方式进行处理。
2.焊点裂纹：焊点的高温冷却过程中，未能得到充分的冷却时间，导致焊点出现裂纹，影响焊接质量。
此种情况可通过控制焊接温度和冷却速度等方式进行处理。
3.焊点剥离：焊点粘附不牢固，焊盘与焊点之间会出现空隙，从而导致焊点剥离。
此种情况可通过改进焊接工艺和优化焊料粘附性能等方式进行处理。
4.焊点内部孔隙：焊点内部可能存在孔隙或气泡，导致焊点的结构不均匀，容易破裂。
此种情况可通过改进焊接工艺和优化焊料材料等方式进行处理。
5.焊点受污染：焊接过程中可能会受到污染物的侵入，导致焊点质量下降。
此种情况可通过增强焊接工艺的洁净度和环境控制等方式进行处理。
三、BGA焊点失效的解决方案1.优化焊接工艺：通过调整焊接温度、时间和压力等参数，保证焊接的稳定性和可靠性。
PCBA失效分层起泡原因分析
吸潮模拟实验分析
样品选择 实验过程 实验结果
样品选择
为实验结果更准确，在样品的选择上，对于样品板我们选
用与问题板10850E04A1表面处理、层数，压合厚度、布线 密度类似的报废板进行实验，所选实验板详细信息见下：
问题板生产型号： 010850E04G1
成品板厚：1.52+/-0.10mm 板材型号：生益，FR4 外层铜箔厚度：H OZ 阻焊油墨：LP-4G/G-05 表面处理：OSP 布线密度：85％ 存放时间：5～8个月
水分子渗透机理
FICK 定律 R=1-exp[-0.73(Dt/h2)0.75] 式中：R-相对吸水率；t-时间；h-基材厚度；D-沿
基材的法向的质量扩散率。 不同材质扩散率D不同，填充材料，填充率对D 均 有影响。 有研究表面，影响PCB吸水的原因有： 环氧树脂固化剂不同吸水率也不同； PCB中填充体系的占比不同（玻璃纤维等支持体 系），吸 水速度，扩散率都有不同，大体上填 料的增加会加快吸水的速度。
所占比 例
8％
边缘铜箔处
无
0％
图形内基材处
有阻焊/加烤；有阻焊/浸泡1h；有阻焊/浸泡2h；无阻 焊/加烤；无阻焊/接收态；无阻焊/浸泡1h
25％
图形内铜箔处
有阻焊/加烤；有阻焊/接收态；有阻焊/接收态；有阻 焊/浸泡3h；有阻焊/浸泡3h；有阻焊/浸泡4h；有阻焊/ 浸泡4h；无阻焊/加烤；无阻焊/接收态；无阻焊/浸泡 64％ 1h；无阻焊/浸泡2h；无阻焊/浸泡2h；无阻焊/浸泡3h； 无阻焊/浸泡3h；无阻焊/浸泡4h；无阻焊/浸泡4h
PCBA 失效分层起泡原因分析
——
样品描述
客户名称：FJP 终端客户：CITIZEN 客户型号：PS66901-F04 不良描述：基板分层爆板
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。
- 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)。
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。