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          一起來分析PCBA開路如何導致電路板失效!

          EDA365電子論壇

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          板面情況

           

          某型號的平板電腦主板在組裝完成后發現存在批次性功能失效問題, 經故障定位和電路分析, 確定部分導通孔存在阻值增大甚至開路的現象。對失效導通孔進行外觀檢查, 失效位置 PCB 板面未見失效機理分析腐蝕、 燒毀等異,F象。

           

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          分析原因

          對失效導通孔區域的分析結果表明:

           

          (1)失效導通孔及其附近位置導通孔均呈環形斷裂?足~斷裂位置銅層存在缺口, 最薄處的厚度僅約為 6 μm, 明 顯 地 偏 薄 , 遠 小 于 IPC -6012D 的 最 小 要 求(18 μm)。

           

          而孔壁斷裂處銅層偏薄, 會使得其抗拉強度差, 在受熱膨脹形變過程中發生斷裂而導致導通孔不通;

           

          (2)失效導通孔為油墨塞孔,孔口一端塞滿綠油,一端沒有塞滿,未被阻焊膜覆蓋的孔壁銅層普遍可見被咬蝕形成的凹坑, 孔壁銅層斷裂位置亦呈現明顯的咬蝕形貌, 且位于孔壁中間油墨未覆蓋位置,而被阻焊膜覆蓋的孔壁銅層則未發現咬蝕現象且銅層厚度均在 20 μm 以上。 

           

          結合導通孔形貌特征及 PCB 制造工藝,可知在 PCB 在阻焊工藝之后表面處理過程中孔內殘留微蝕液未被清洗干凈,從而導致孔銅被咬蝕變;

           

          3)失效品板材熱分析結果顯示失效樣品板材 α1-CTE 為 65.7×10-6/℃, α2-CTE 為 358.9×10-6/℃, PTE 為 5.51%, 均較高,超出了一般基材的規范上限, 對于一般的基材 Tg 溫度為 110~150℃, IPC-4101C 規定 α1-CTE 上限 為 60×10-6/℃, α2-CTE 上限為 300×10-6/℃, PTE 上 限為 4.0%;

           

          同時部分孔銅斷裂位置也存在基材開裂現象,孔壁其他位置銅層也發現斷裂界面能夠吻合的裂紋,由此表明基材在焊接受熱時膨脹較大 。

           

          EDA365電子論壇

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          分析結果

          孔壁銅層被咬蝕使得孔銅偏薄或開裂, 降低了孔銅的抗拉能力, 從而在焊接熱應力的作用下導致完全斷開, 咬蝕是由于PCB 制造工藝不良所導致的;

           

          PCB 的 Z 軸的熱膨脹系數較高, 進一步地加劇了孔銅斷裂現象的發生。

           

          很多的 PCB 來料檢驗只簡單地做了電路通斷測試, 而未進行嚴格的批次性可靠性檢驗,類似孔銅被咬蝕和基材熱膨脹系數偏大的問題必須通過切片和 TMA才能發現。

           

          此次孔斷失效為批次性失效, 在組裝成成品主板后無法進行返修,給企業造成了很大的損失。因此,建立完善的 PCB 管控體系對于整機制造企業來說至關重要 ,為影響PCB可靠性的項目建立批次性檢測體系,才能保證高質量的 PCB 來料, 從而制造出具有高可靠性的產品 。

           

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