PCBA開路為什么會(huì)導(dǎo)致電路板失效

板面情況

某型號的平板電腦主板在組裝完成后發(fā)現(xiàn)存在批次性功能失效問題， 經(jīng)故障定位和電路分析， 確定部分導(dǎo)通孔存在阻值增大甚至開路的現(xiàn)象。對失效導(dǎo)通孔進(jìn)行外觀檢查， 失效位置 PCB 板面未見失效機(jī)理分析腐蝕、 燒毀等異常現(xiàn)象。

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分析原因

對失效導(dǎo)通孔區(qū)域的分析結(jié)果表明：

（1）失效導(dǎo)通孔及其附近位置導(dǎo)通孔均呈環(huán)形斷裂。孔銅斷裂位置銅層存在缺口， 最薄處的厚度僅約為 6 μm， 明 顯 地 偏 薄 ， 遠(yuǎn) 小 于 IPC -6012D 的 最 小 要 求（18 μm）。

而孔壁斷裂處銅層偏薄， 會(huì)使得其抗拉強(qiáng)度差， 在受熱膨脹形變過程中發(fā)生斷裂而導(dǎo)致導(dǎo)通孔不通；

（2）失效導(dǎo)通孔為油墨塞孔，孔口一端塞滿綠油，一端沒有塞滿，未被阻焊膜覆蓋的孔壁銅層普遍可見被咬蝕形成的凹坑， 孔壁銅層斷裂位置亦呈現(xiàn)明顯的咬蝕形貌， 且位于孔壁中間油墨未覆蓋位置，而被阻焊膜覆蓋的孔壁銅層則未發(fā)現(xiàn)咬蝕現(xiàn)象且銅層厚度均在 20 μm 以上。

結(jié)合導(dǎo)通孔形貌特征及 PCB 制造工藝，可知在 PCB 在阻焊工藝之后表面處理過程中孔內(nèi)殘留微蝕液未被清洗干凈，從而導(dǎo)致孔銅被咬蝕變?。?/p>

3）失效品板材熱分析結(jié)果顯示失效樣品板材 α1-CTE 為 65.7×10-6/℃， α2-CTE 為 358.9×10-6/℃， PTE 為 5.51%， 均較高，超出了一般基材的規(guī)范上限， 對于一般的基材 Tg 溫度為 110～150℃， IPC-4101C 規(guī)定 α1-CTE 上限 為 60×10-6/℃， α2-CTE 上限為 300×10-6/℃， PTE 上 限為 4.0％；

同時(shí)部分孔銅斷裂位置也存在基材開裂現(xiàn)象，孔壁其他位置銅層也發(fā)現(xiàn)斷裂界面能夠吻合的裂紋，由此表明基材在焊接受熱時(shí)膨脹較大 。

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分析結(jié)果

孔壁銅層被咬蝕使得孔銅偏薄或開裂， 降低了孔銅的抗拉能力， 從而在焊接熱應(yīng)力的作用下導(dǎo)致完全斷開， 咬蝕是由于PCB 制造工藝不良所導(dǎo)致的；

PCB 的 Z 軸的熱膨脹系數(shù)較高， 進(jìn)一步地加劇了孔銅斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。

很多的 PCB 來料檢驗(yàn)只簡單地做了電路通斷測試， 而未進(jìn)行嚴(yán)格的批次性可靠性檢驗(yàn)，類似孔銅被咬蝕和基材熱膨脹系數(shù)偏大的問題必須通過切片和 TMA才能發(fā)現(xiàn)。

此次孔斷失效為批次性失效， 在組裝成成品主板后無法進(jìn)行返修，給企業(yè)造成了很大的損失。因此，建立完善的 PCB 管控體系對于整機(jī)制造企業(yè)來說至關(guān)重要 ，為影響PCB可靠性的項(xiàng)目建立批次性檢測體系，才能保證高質(zhì)量的 PCB 來料， 從而制造出具有高可靠性的產(chǎn)品 。

責(zé)任編輯：haq