從早期的1950s開始 印刷電路板 （PCB）一直是電子封裝的基本結構模塊。 作為各種電子元器件的載體和電路信號傳輸的樞紐，其質量和可靠性決定了整個電子封裝的質量。 和可靠性。 隨著電子產品小型化、輕量化、多功能化的要求，以及無鉛、無鹵工藝的推廣，對PCB可靠性的要求會越來越高，那麼如何快速定位PCB可靠性問題並製定相應的解決方案措施 可靠性的提高已成為PCB企業的重要課題之一。

常見的 PCB 可靠性問題和典型圖例

可焊性差

（不潤濕）

可焊性差（不潤濕）

焊接

（枕頭效應）

不良粘接

分層防爆板

開路（通孔）

開路

（激光盲孔）

開路（線）

開路 (ICD)

短路（CAF）

短路（ECM）

燒板

在可靠性問題的實際失效分析中，同一失效模式的失效機理可能是複雜多樣的。 因此，就像調查一個案件一樣，需要正確的分析思維、細緻的邏輯思維和多樣化的分析方法。 找出失敗的真正原因。 在此過程中，任何環節的疏忽都可能導致“冤假錯案”。

可靠性問題一般分析背景資料收集

背景信息是可靠性問題失效分析的基礎，直接影響到後續所有失效分析的走向，對最終的機理確定具有決定性的影響。 因此，在進行故障分析之前，應盡可能多地收集故障背後的信息，通常包括但不限於：

(1) 故障範圍：故障批次信息及對應故障率

①如果批量生產中單批次出現問題，或者故障率低，則過程控制異常的可能性較大；

②如果第一批/多批有問題，或者故障率高，不排除材料和設計因素的影響；

⑵失效前處理：PCB或PCBA在失效前是否經過了一系列的前處理工序。 常見的前處理包括回流前烘烤、無鉛/無鉛回流焊、無鉛/無鉛波峰焊和手工焊接等。 如有必要，您需要詳細了解每個前處理所使用的材料-處理工藝（錫膏、鋼網、焊錫絲等））、設備（烙鐵功率等）及參數（回流曲線、波峰焊參數、手焊溫度等）信息；

(3) 失效場景：PCB或PCBA失效時的具體信息，有的在焊接、組裝等前處理過程中，如可焊性差、分層等； 有的在後續老化、測試甚至使用過程中出現故障，如CAF、ECM、老化等； 需要詳細了解故障過程及相關參數；

故障PCB/PCBA分析

一般來說，不合格產品的數量是有限的，甚至只有一個。 因此，對失效產品的分析必須遵循由外到內、從無損到破壞的逐層分析的原則，避免過早破壞失效部位：

(1)外觀觀察

外觀觀察是分析不合格產品的第一步。 通過故障現場的出現並結合背景信息，有經驗的故障分析工程師基本上可以確定幾種可能的故障原因，並進行有針對性的後續分析。 但需要注意的是，觀察外觀的方法有很多種，包括目視檢查、手持放大鏡、台式放大鏡、體視顯微鏡和金相顯微鏡。 但由於光源、成像原理、觀察深度的不同，相應設備的外觀需要結合設備因素綜合分析。 避免倉促判斷形成先入為主的主觀猜測，使故障分析走向錯誤的方向，浪費寶貴的無效產品和分析。 時間。

(2) 深入無損分析

對於一些故障，僅靠目測，無法收集到足夠的故障信息，甚至找不到故障點，如分層、假焊、內開裂等。 此時，需要其他無損分析方法來進一步收集信息，包括超聲波探傷、3D X-RAY、紅外熱成像、短路位置檢測等。

在外觀觀察和無損分析階段，需要注意不同不合格產品之間的共同或相反的特徵，可以作為後續故障判斷的參考。 在無損分析階段收集到足夠的信息後，就可以開始有針對性的破壞分析。

(3)損傷分析

失效產品的破壞分析是必不可少的，也是最關鍵的一步，往往決定失效分析的成敗。 破壞分析的方法很多，如掃描電鏡&元素分析、水平/垂直切片、FTIR等，本節不作介紹。 在這個階段，故障分析方法固然重要，但更重要的是對缺陷問題的洞察和判斷，以及對故障模式和故障機理的正確、清晰的認識，才能找到真正的故障原因。

裸板PCB分析

當故障率較高時，需要對裸板PCB進行分析，可作為故障原因分析的補充。 當在故障產品分析階段得到的故障原因是裸板PCB的一個缺陷導致進一步的可靠性故障時，如果裸板PCB具有相同的缺陷，經過與不合格產品相同的加工工藝後，應反映與故障產品相同的故障模式。 如果沒有重現相同的故障模式，只能說明對故障產品原因的分析是錯誤的，或者至少是不完整的。

複檢

當故障率很低且無法從裸板PCB分析中獲得幫助時，需要重現PCB缺陷，進一步重現失效產品的失效模式，使失效分析形成閉環。

面對當今越來越多的 PCB 可靠性故障，故障分析為設計優化、工藝改進和材料選擇提供了重要的第一手信息，是可靠性增長的起點。 興森科技中心實驗室自成立以來，一直致力於可靠性失效分析領域的研究。 從本期開始，我們將逐步介紹我們在可靠性失效分析方面的經驗和典型案例。