失效分析機(jī)構(gòu):焊接中PCBA性能不良分析

PCBA 是由PCB 和各種電子元件組成的系統(tǒng)。PCB 的主要材料是玻璃纖維和環(huán)氧樹脂的復(fù)合材料，分為單面板，雙面板和多層板。在PCBA焊接過程中，因?yàn)楹附淤Y料、工藝、人員等要素的影響，會(huì)導(dǎo)致PCBA焊接不良的現(xiàn)象，接下來我們主要介紹一下焊接中PCBA性能不良分析。

常見的PCBA焊接不良現(xiàn)象

1、PCBA板面殘留物過多

板子殘留物過多可能是因?yàn)楹附忧拔搭A(yù)熱或預(yù)熱溫度過低，錫爐溫度不夠;走板速度太快;錫液中加了防氧化劑和防氧化油;助焊劑涂布太多;組件腳和孔板不成比例(孔太大)，使助焊劑堆積;在焊劑運(yùn)用過程中，較長時(shí)刻未增加稀釋劑等要素形成的。

2、腐蝕，元件發(fā)綠，焊盤發(fā)黑

主要是因?yàn)轭A(yù)熱不充分形成焊劑殘留物多，有害物殘留太多;運(yùn)用需求清洗的助焊劑，但焊接完成后沒有清洗。

3、虛焊

虛焊是一種非常常見的不良，對(duì)板子的危害性也非常大。主要與焊劑涂布的量太少或不均勻;部分焊盤或焊腳氧化嚴(yán)峻;pcb布線不合理;發(fā)泡管阻塞，發(fā)泡不均勻，形成助焊劑涂布不均勻;手浸錫時(shí)操作方法不當(dāng);鏈條傾角不合理;波峰不平等原因有關(guān)。

4、冷焊：

焊點(diǎn)表面呈豆腐渣狀。主要因?yàn)殡娎予F溫度不夠，或者是焊料凝結(jié)前焊件的顫動(dòng)，該不良焊點(diǎn)強(qiáng)度不高，導(dǎo)電性較弱，遭到外力作用極易引發(fā)元器件斷路的毛病。

5、焊點(diǎn)發(fā)白：

凹凸不平，無光澤。一般因?yàn)殡娎予F溫度過高，或者是加熱時(shí)刻過長而形成的。該不良焊點(diǎn)的強(qiáng)度不夠，遭到外力作用極易引發(fā)元器件斷路的毛病。

6、焊盤剝離：

主要是因?yàn)楹副P遭到高溫后而形成與印刷電路板剝離，該不良焊點(diǎn)極易引發(fā)元器件斷路的毛病。

7、錫珠

工藝上：預(yù)熱溫度低(焊劑溶劑未完全蒸發(fā));走板速度快，未達(dá)到預(yù)熱作用;鏈條傾角欠好，錫液與pcb間有氣泡，氣泡爆裂后產(chǎn)生錫珠;手浸錫時(shí)操作不當(dāng);工作環(huán)境濕潤;pcb的問題：板面濕潤，有水分產(chǎn)生;pcb跑氣的孔規(guī)劃不合理，形成pcb與錫液之間窩氣;pcb規(guī)劃不合理，零件腳太密集形成窩氣。

PCBA焊接不良現(xiàn)象形成的原因是非常多，其中需求對(duì)每一個(gè)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，減少前面工序?qū)罄m(xù)的影響。

PCB失效分析步驟

1.目檢

基片上的裂縫表明存在彎曲等應(yīng)力，過熱或變色的線路是過流的一種標(biāo)志。破裂的焊點(diǎn)暗示可焊性的問題或焊料的污染，若干焊點(diǎn)具有灰暗的表面或過多，過少的焊料，這些特征是存在焊接技術(shù)差，污染物或過熱的標(biāo)志，任何脫色都可能意味著過熱。焊料再流產(chǎn)生氣孔意味著高溫。

2. X 射線

檢查任何斷開/短接或線路的損壞，未完全填充的通孔，位置未對(duì)準(zhǔn)的線路或元件焊盤。

3. 電測量

用于確認(rèn)開裂和斷裂的焊點(diǎn)，由污染物引起的漏電，可以加電壓測電流，但要限制電壓在合理范圍。在測試過程中施加一些應(yīng)力可能發(fā)現(xiàn)一些間歇性異常。

4. 斷面分析

對(duì)于焊點(diǎn)和多層板內(nèi)部的缺陷，可以用制備金相樣品的方法來檢查。

5. SEM 和EDX

基片表面上的污染物可以應(yīng)用SEM 來鑒別，污染物可能出現(xiàn)在板的表面或共形涂層的下面，有時(shí)必須先除去共形涂層而不要影響污染物，氯，氟，硫，和溴是關(guān)心的元素，溴是某些材料中起阻燃作用的阻燃劑成分?？梢杂肊DX 檢查焊點(diǎn)是否存在污染物，硫，氧，銅，鋁和鋅都是可能導(dǎo)致焊點(diǎn)出現(xiàn)問題的污染物，由污染物引起的焊點(diǎn)破裂，經(jīng)常發(fā)生在元件引腳與焊料界面處的金屬間化合物中。

除去共形層的方法：

1. 用溶劑溶解，二甲苯，三氯乙烷，甲基乙醛酮和氯化亞甲基之類的溶劑可以去除共形層，但不要損傷板子或污染物。

2. 熱分離，采用可控的低溫加熱方法，對(duì)厚涂層這種方法最好，熱直接加到涂層上使其與基底材料分離。

3. 磨掉，用類似噴砂處理的噴射設(shè)備除去那些不可能用溶劑融掉的涂層。

4. 等離子腐蝕， 將板子放在真空室中，用低溫等離子體去除涂層，這種方法對(duì)聚對(duì)二甲苯的去除很有效。

絕緣電阻測試：

絕緣電阻的降低，可能是枝晶生長，污染物和其他問題造成的結(jié)果。根據(jù)絕緣測試規(guī)范進(jìn)行。PCB 的絕緣性對(duì)于相對(duì)濕度極為敏感，尤其是已被污染的，一般絕緣故障都在1兆歐以下，以下是鑒別絕緣電阻問題的一些指導(dǎo)方針：

- 進(jìn)行測量前，PCB 應(yīng)當(dāng)暴露到它所經(jīng)受的濕度水平上。

- 一些電路可能需要物理隔離，以便脫離整個(gè)電路系統(tǒng)，這是為了使單個(gè)線路測量更準(zhǔn)確，復(fù)雜元件或電路區(qū)域可能需要移除，以便調(diào)查所關(guān)心的故障部位。

- 在顯微鏡下仔細(xì)檢查以確認(rèn)漏電或污染物的實(shí)際來源。

- 要用低電壓技術(shù)進(jìn)行測量以免損壞器件。

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