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一起来分析pcba开路如何导致电路板失效!-龙8app登录

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板面情况

 

某型号的平板电脑主板在组装完成后发现存在批次性功能失效问题, 经故障定位和电路分析, 确定部分导通孔存在阻值增大甚至开路的现象。对失效导通孔进行外观检查, 失效位置 pcb 板面未见失效机理分析腐蚀、 烧毁等异常现象。

 

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分析原因

对失效导通孔区域的分析结果表明:

 

(1)失效导通孔及其附近位置导通孔均呈环形断裂。孔铜断裂位置铜层存在缺口, 最薄处的厚度仅约为 6 μm, 明 显 地 偏 薄 , 远 小 于 ipc -6012d 的 最 小 要 求(18 μm)。

 

而孔壁断裂处铜层偏薄, 会使得其抗拉强度差, 在受热膨胀形变过程中发生断裂而导致导通孔不通;

 

(2)失效导通孔为油墨塞孔,孔口一端塞满绿油,一端没有塞满,未被阻焊膜覆盖的孔壁铜层普遍可见被咬蚀形成的凹坑, 孔壁铜层断裂位置亦呈现明显的咬蚀形貌, 且位于孔壁中间油墨未覆盖位置,而被阻焊膜覆盖的孔壁铜层则未发现咬蚀现象且铜层厚度均在 20 μm 以上。 

 

结合导通孔形貌特征及 pcb 制造工艺,可知在 pcb 在阻焊工艺之后表面处理过程中孔内残留微蚀液未被清洗干净,从而导致孔铜被咬蚀变薄;

 

3)失效品板材热分析结果显示失效样品板材 α1-cte 为 65.7×10-6/℃, α2-cte 为 358.9×10-6/℃, pte 为 5.51%, 均较高,超出了一般基材的规范上限, 对于一般的基材 tg 温度为 110~150℃, ipc-4101c 规定 α1-cte 上限 为 60×10-6/℃, α2-cte 上限为 300×10-6/℃, pte 上 限为 4.0%;

 

同时部分孔铜断裂位置也存在基材开裂现象,孔壁其他位置铜层也发现断裂界面能够吻合的裂纹,由此表明基材在焊接受热时膨胀较大 。

 

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分析结果

孔壁铜层被咬蚀使得孔铜偏薄或开裂, 降低了孔铜的抗拉能力, 从而在焊接热应力的作用下导致完全断开, 咬蚀是由于pcb 制造工艺不良所导致的;

 

pcb 的 z 轴的热膨胀系数较高, 进一步地加剧了孔铜断裂现象的发生。

 

很多的 pcb 来料检验只简单地做了电路通断测试, 而未进行严格的批次性可靠性检验,类似孔铜被咬蚀和基材热膨胀系数偏大的问题必须通过切片和 tma才能发现。

 

此次孔断失效为批次性失效, 在组装成成品主板后无法进行返修,给企业造成了很大的损失。因此,建立完善的 pcb 管控体系对于整机制造企业来说至关重要 ,为影响pcb可靠性的项目建立批次性检测体系,才能保证高质量的 pcb 来料, 从而制造出具有高可靠性的产品 。

 

 

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