从早期的1950s开始 印刷电路板 （PCB）一直是电子封装的基本结构模块。 作为各种电子元器件的载体和电路信号传输的枢纽，其质量和可靠性决定了整个电子封装的质量。 和可靠性。 随着电子产品小型化、轻量化、多功能化的要求，以及无铅、无卤工艺的推广，对PCB可靠性的要求会越来越高，那么如何快速定位PCB可靠性问题并制定相应的解决方案措施 可靠性的提高已成为PCB企业的重要课题之一。

常见的 PCB 可靠性问题和典型图例

可焊性差

（不润湿）

可焊性差（不润湿）

焊接

（枕头效应）

不良粘接

分层防爆板

开路（通孔）

开路

（激光盲孔）

开路（线）

开路 (ICD)

短路（CAF）

短路（ECM）

烧板

在可靠性问题的实际失效分析中，同一失效模式的失效机理可能是复杂多样的。 因此，就像调查一个案件一样，需要正确的分析思维、细致的逻辑思维和多样化的分析方法。 找出失败的真正原因。 在这个过程中，任何环节的疏忽都可能导致“冤假错案”。

可靠性问题一般分析背景资料收集

背景信息是可靠性问题失效分析的基础，直接影响到后续所有失效分析的走向，对最终的机理确定具有决定性的影响。 因此，在进行故障分析之前，应尽可能多地收集故障背后的信息，通常包括但不限于：

(1) 故障范围：故障批次信息及对应故障率

①如果批量生产中单批次出现问题，或者故障率低，则过程控制异常的可能性较大；

②如果第一批/多批有问题，或者故障率高，不排除材料和设计因素的影响；

⑵失效前处理：PCB或PCBA在失效前是否经过了一系列的前处理工序。 常见的前处理包括回流前烘烤、无铅/无铅回流焊、无铅/无铅波峰焊和手工焊接等。 如有必要，您需要详细了解每个前处理所使用的材料-处理工艺（锡膏、钢网、焊锡丝等））、设备（烙铁功率等）及参数（回流曲线、波峰焊参数、手焊温度等）信息；

(3) 失效场景：PCB或PCBA失效时的具体信息，有的在焊接、组装等前处理过程中，如可焊性差、分层等； 有的在后续老化、测试甚至使用过程中出现故障，如CAF、ECM、老化等； 需要详细了解故障过程及相关参数；

故障PCB/PCBA分析

一般来说，不合格产品的数量是有限的，甚至只有一个。 因此，对失效产品的分析必须遵循由外到内、从无损到破坏的逐层分析原则，避免过早破坏失效部位：

(1)外观观察

外观观察是分析不合格产品的第一步。 通过故障现场的出现并结合背景信息，有经验的故障分析工程师基本上可以确定几种可能的故障原因，并进行有针对性的后续分析。 但需要注意的是，观察外观的方法有很多种，包括目视检查、手持放大镜、台式放大镜、体视显微镜和金相显微镜。 但由于光源、成像原理、观察深度的不同，相应设备的外观需要结合设备因素综合分析。 避免仓促判断形成先入为主的主观猜测，使故障分析走向错误的方向，浪费宝贵的无效产品和分析。 时间。

(2) 深入无损分析

对于一些故障，仅靠目测，无法收集到足够的故障信息，甚至找不到故障点，如分层、假焊、内开裂等。 此时，需要其他无损分析方法来进一步收集信息，包括超声波探伤、3D X-RAY、红外热成像、短路位置检测等。

在外观观察和无损分析阶段，需要注意不同不合格产品之间的共同或相反的特征，可以作为后续故障判断的参考。 在无损分析阶段收集到足够的信息后，就可以开始有针对性的破坏分析。

(3)损伤分析

失效产品的破坏分析是必不可少的，也是最关键的一步，往往决定失效分析的成败。 破坏分析的方法很多，如扫描电镜&元素分析、水平/垂直切片、FTIR等，本节不作介绍。 在这个阶段，故障分析方法固然重要，但更重要的是对缺陷问题的洞察和判断，以及对故障模式和故障机理的正确、清晰的认识，才能找到真正的故障原因。

裸板PCB分析

当故障率较高时，需要对裸板PCB进行分析，可作为故障原因分析的补充。 当在故障产品分析阶段得到的故障原因是裸板PCB的一个缺陷导致进一步的可靠性故障时，如果裸板PCB具有相同的缺陷，经过与不合格产品相同的加工工艺后，应反映与故障产品相同的故障模式。 如果没有重现相同的故障模式，只能说明对故障产品原因的分析是错误的，或者至少是不完整的。

复检

当故障率很低且无法从裸板PCB分析中获得帮助时，需要重现PCB缺陷，进一步重现失效产品的失效模式，使失效分析形成闭环。

面对当今越来越多的 PCB 可靠性故障，故障分析为设计优化、工艺改进和材料选择提供了重要的第一手信息，是可靠性增长的起点。 兴森科技中心实验室自成立以来，一直致力于可靠性失效分析领域的研究。 从本期开始，我们将逐步介绍我们在可靠性失效分析方面的经验和典型案例。