pcb板設計之十大失效分析技術（一）

作為各種組件的載體和電路信號傳輸?shù)臉屑~，PCB已成為電子信息產(chǎn)品最重要和至關重要的部分。  PCB的質(zhì)量和可靠性決定了整個設備的質(zhì)量和可靠性。 但是，由于成本和技術原因，在PCB的生產(chǎn)和應用過程中發(fā)生了大量故障。  

對于這種故障問題，我們需要使用一些常見的故障分析技術來確保制造過程中PCB的質(zhì)量和可靠性水平。 總結了十種主要的故障分析技術，以供參考。  

 1.外觀檢查

外觀檢查是通過目視檢查或使用某些簡單的儀器（例如，體視顯微鏡，金相顯微鏡甚至放大鏡）來檢查PCB的外觀，以找到 零件故障和相關的物理證據(jù)。 主要作用是定位故障并初步確定PCB的故障模式。 外觀檢查主要檢查PCB的污染，腐蝕，爆炸板的位置，電路布線和故障的規(guī)律性。 如果是批量或單個，它總是集中在某個區(qū)域等等。 此外，還有許多PCB故障只有在組裝成PCBA之后才發(fā)現(xiàn)。 失效是否是由組裝過程引起的以及過程中所用材料的影響還需要仔細檢查失效區(qū)域的特性。  

 2，X射線透視檢查

對于某些無法通過外觀檢查的部分以及PCB內(nèi)部的通孔和其他內(nèi)部缺陷，我們必須使用X射線透視檢查系統(tǒng) 去檢查。  X射線熒光透視系統(tǒng)使用不同的材料厚度或不同的材料密度來吸收X射線或通過不同的原理透射光。 此技術更多地用于檢查PCBA焊點內(nèi)部的缺陷，通孔內(nèi)部的缺陷以及高密度封裝BGA或CSP器件的缺陷焊點的位置。 當前的工業(yè)X射線熒光透視設備的分辨率可以達到小于一微米，并且它已經(jīng)從二維成像設備轉(zhuǎn)變?yōu)槿S成像設備。 甚至五維（5D）設備都已用于包裝檢查，但是這種5D X熒光透視系統(tǒng)非常昂貴，很少在工業(yè)中得到實際應用。  

 3，切片分析

切片分析是通過一系列方法和步驟（例如取樣，鑲嵌，切片，拋光，腐蝕， 和觀察。 通過切片分析，您可以獲得有關PCB微觀結構的豐富信息（通孔，電鍍等），這為下一步的質(zhì)量改進提供了良好的基礎。 但是，此方法具有破壞性。 切片后，樣品將被銷毀。 同時，該方法需要大量的樣品制備，并且樣品制備需要很長時間，這需要訓練有素的技術人員來完成。 有關詳細的切片過程，請參閱IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810過程。

4.掃描聲顯微鏡

目前，C模式超聲掃描聲顯微鏡主要用于電子包裝或組裝分析。 它是在材料與相和極的不連續(xù)界面上使用高頻超聲反射。 成像方法基于圖像的變化，而掃描方法是沿Z軸在XY平面中掃描信息。 因此，掃描聲顯微鏡可用于檢測組件，材料以及PCB和PCBA中的各種缺陷，包括裂紋，分層，夾雜物和空隙。 如果掃描聲的頻率寬度足夠大，則還可以直接檢測焊點的內(nèi)部缺陷。 典型的掃描聲像是紅色警告色，表示存在缺陷。 由于在SMT工藝中使用了許多塑料封裝的組件，因此在將鉛轉(zhuǎn)換為無鉛的過程中會出現(xiàn)大量對水分回流敏感的問題。 即，吸濕性塑料包裝裝置在更高的無鉛工藝溫度下回流時將具有內(nèi)部或基板分層龜裂現(xiàn)象，并且普通的PCB經(jīng)常在無鉛工藝的高溫下破裂。 這時，掃描聲學顯微鏡突出了其在多層高密度PCB的無損檢測中的特殊優(yōu)勢。 通常，只有通過肉眼檢查才能發(fā)現(xiàn)明顯的破裂板。  

 5.微紅外分析

微紅外分析是一種結合了紅外光譜和顯微鏡的分析方法。 它使用不同的材料（主要是有機物質(zhì)）吸收具有不同吸收率的紅外光譜。 原理：分析材料的化學成分，并結合顯微鏡使可見光和紅外光具有相同的光路。 只要在可見的視野內(nèi)，就可以找到痕量有機污染物進行分析。 如果不使用顯微鏡，通常紅外光譜只能分析大量樣品。 在電子過程中的許多情況下，痕量污染會導致PCB焊盤或引腳的可焊性差。 可以想象，如果沒有顯微鏡的紅外光譜很難解決工藝問題。 微紅外分析的主要目的是分析焊接表面或接頭表面上的有機污染物，并分析腐蝕或可焊性差的原因。