電子產品可靠性核心是印制電路板組件 PCBA（Printed Circuit Board Assembly），而印制電路板 PCB 作為各種元器件的載體與電路信號傳輸的樞紐已成為電子產品最重要、最關鍵的部件，其質量的好壞與可靠性水平將決定整機設備的質量與可靠性。

一、PCB分層起泡

IPC-A-610 標準已對分層起泡給出明確的定義。起泡：一種表現為層壓基材的任何層與層之間，或基材與導電薄膜或保護性圖層之間的局部膨脹與分離的分層形式；分層：印制板內基材的層間，基材與導電箔間或其它間的分離。

具體可參見上圖，PCB分層在板表面的表征為出現“泛白”，而起泡的表征為出現“隆起”。

1.1 分層起泡的特性要因圖

以下分析來源于廠內的失效案例總結，同時也收集了 PCB板廠的現場經驗及時業內同行的分析數據。

1.2 分層起泡的失效分析流程

最后，特別強調，除非確定PCB受潮之外，不建議對PCB做不必要的烘烤動作，烘烤本身是一個“雙刃劍”，一方面確實可以起到除濕作用，但其產生的負作用也不少，若烘烤溫度、時間設置不當會加速其分層起泡的風險，同時 PCB 鍍層也是一個考驗，會加速鍍層的氧化影響其焊接性，特別是OSP表面處理需謹慎處理。

二、PCB 內短缺陷

內短，即 PCB 電測時發現的內層短路，其缺陷發生在內層圖轉至多層壓合這個過程，如下圖所示，為內短切片的照片。表面上看，內層系統這個環節的制程很簡單，但經過實際研究發現，產生內短的原因多種多樣，甚至超出內層系統的制程，程度遠遠超出我們現象。

要想找到內短產生的原因，首先要掌握分析內短的方法，話句話說，要找到內層短路的位置。由于最終的成品板經過了壓合、阻焊涂覆等工藝，我們不會一目了然的看到內層短路的位置，進而會通過一定手段去分析，具體分析流程如下：

（1）電測試找點：

電測試發現短路的產品，由找點人員通過找點軟件和缺陷坐標找出短路位置，并在外層網絡上進行指向標記

（2）網絡分析

對找點后的產品進行網絡分析，以找到內層短路位置，我們可通過工程數據處理軟件（如 UCAM、GENESIS 等）對缺陷位置建立網絡，從而找到內短所在層和位置

（3）平磨切片

將缺陷位置切片取樣，并對切片進行平磨，磨至上面網絡分析出的內短層面，如圖 5 所示，最好不要將內短所在層面上的 PP 全部磨掉，以免破壞缺陷狀態，影響對缺陷的判斷。

三、PCB 爆板失效

爆板位置進行切片觀察，發現芯板的銅箔和樹脂之間發生分離，見下圖。這種界面分離原因從兩方面考慮：第一，焊接時基材受熱膨脹過大；第二，兩者界面本身的結合力弱，而造成兩者結合力弱的原因比較復雜。

3.1 基材的熱膨脹系數

對 PCB 基材的熱膨脹系數（Z-CTE）和膨脹百分比(PTE)進行測試，結果顯示 PCB 基材的α1-CTE 為 54.7 ppm/℃，α2-CTE 為 288.2 ppm/℃，PTE 為 3.95%。參考 IPC-4101C 規定對于一般 Tg 小于 150 ℃的 FR-4 基材，α1-CTE 應不大于 60 ppm/℃，α2-CTE 應不大于300 ppm/℃，PTE 不大于 4.0％。表明 PCB 焊接過程中膨脹在可接受的范圍內。TMA 測試曲線如下圖：

3.2 掃描電鏡觀察

剝開爆板位置，對基材和銅箔進行觀察，發現銅箔一側沒有明顯的樹脂殘留，而兩者之間未發現污染，表明壓合時樹脂沒有對銅箔形成良好的潤濕。用掃描電鏡對剝開的兩側進行觀察，發現銅箔的表面處理存在問題。進一步對比失效批次和正常批次的芯板銅箔，發現兩者之間存在明顯差異，見下圖。正常批次芯板的銅箔毛面銅瘤密度要大，銅面粗糙，失效批次的芯板銅箔毛面銅箔密度小，銅面光滑，這將降低銅箔和樹脂之間的結合力。

編輯：黃飛

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