发布日期:2025-07-25 14:20 点击次数:164
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当线路板(PCB/PCBA)因断裂或异常失效时,断口就像“无声的证人”,记录了材料从裂纹萌生到断裂的全过程。通过科学分析断口形貌、成分及力学行为,不仅能找出失效根源,还能为工艺优化提供依据。以下是线路板断口失效分析的核心要点👇
1️⃣ 线路板断口失效的常见类型
电气故障
开路/短路:导线断裂(开路)或绝缘层击穿(短路),常因焊接不良或CAF(导电阳极丝)引发。
电迁移(Electromigration):高电流密度下金属原子迁移导致线路局部断裂。
漏电:绝缘层老化或污染(如离子迁移)导致电流异常泄漏。
结构缺陷
爆板/分层:多层板层间结合力不足(如胶水固化不良),受热或外力冲击后分层。
焊点开裂:回流焊工艺不当(如润湿不良)或热膨胀系数不匹配导致焊点脆化。
CAF失效(Conductive Anodic Filament):高温高湿环境下,金属离子沿玻璃纤维迁移形成导电路径,最终导致短路。
工艺问题
虚焊/锡须:焊料未完全润湿焊盘(虚焊)或焊点表面析出金属须状物(锡须)。
BGA空洞:底部填充胶(Underfill)工艺缺陷导致焊球空洞率超标。
2️⃣ 断口失效分析的三大步骤
第一步:宏观观察
肉眼/放大镜检查:观察断口颜色(氧化程度)、纹理(放射状条纹)、裂纹走向,初步判断失效类型。
尺寸测量:通过卡尺或显微镜测量裂纹长度、断口形貌特征,对比设计参数。
第二步:微观分析
光学显微镜(OM):观察线路板分层、焊点润湿状态、CAF路径等宏观缺陷。
扫描电镜(SEM)+能谱分析(EDS):
SEM:识别裂纹源(如焊点根部)、分层界面、CAF导电丝等微观特征。
EDS:检测污染物成分(如氯离子Cl⁻、硫化物S)或金属迁移产物(如铜Cu、银Ag)。
第三步:环境与工艺验证
环境模拟测试:
高低温循环(IPC-9704):模拟服役环境(如汽车电子的温度骤变),加速暴露潜在缺陷。
盐雾测试:评估线路板抗腐蚀能力,检测CAF敏感性。
工艺验证:
回流焊曲线优化:通过热成像分析焊点润湿角(Wetting Angle)和IMC(金属间化合物)厚度。
X射线断层扫描(CT):无损检测BGA焊球空洞率或分层分布。
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