了解pcb板设计的十大失效分析技术

PCB作为各种PCB元器件的载体和电路信号传输的枢纽，已成为电子信息产品中最重要、最关键的部分。 PCB的质量和可靠性决定了整个设备的质量和可靠性。 但由于成本和技术原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量故障。

对于这类故障问题，我们需要使用一些常见的故障分析PCB技术，以保证PCB在制造过程中的质量和可靠性水平。 总结了十种主要的故障分析技术供参考。

1、外观检查

外观检查是通过目视检查或使用一些简单的仪器（例如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜）来检查PCB的外观，以发现零件故障和相关物证。 主要作用是定位故障，初步判断PCB的故障模式。 外观检查主要检查PCB污染、腐蚀、爆板位置、电路接线及故障规律性。 如果是批量的或者单个的，总是集中在某个区域。 此外，还有很多PCB故障只能在PCBA组装后才能发现。 故障是否由装配工艺和工艺所用材料的影响引起，还需要仔细检查故障区域的特性。

2、X射线透视

对于一些无法通过外观检查的零件，以及PCB内部的通孔和其他内部缺陷，我们必须使用X射线透视检查系统进行检查。 X射线透视系统利用不同的材料厚度或不同的材料密度，通过不同的原理来吸收X射线或透射光。 该技术多用于检查PCBA焊点内部缺陷、通孔内部缺陷以及高密度BGA或CSP器件焊点缺陷位置。 目前工业X射线透视设备的分辨率可以小于一微米，并且已经从二维成像设备向三维成像设备转变。 甚至五维（5D）设备也被用于包装检测，但这种5D X透视系统非常昂贵，工业上很少使用。

3、切片分析

切片分析是一系列的方法和步骤（如取样、镶嵌、切片、抛光、腐蚀和观察）。 通过切片分析，可以获得丰富的PCB微结构信息（通孔、电镀等），为下一步的品质提升提供良好的依据。 然而，这种方法是破坏性的。 切片后，样品将被销毁。 同时，这种方法需要大量的制样工作，制样时间长，需要训练有素的技术人员才能完成。 有关详细的切片程序。

4、扫描声学显微镜

目前，C型超声扫描声学显微镜主要用于电子封装或组装分析。 它利用高频超声波在材料与相、极之间的不连续界面上反射。 成像方式是基于图像的变化，而扫描方式是在XY平面内沿Z轴扫描信息。 因此，扫描声学显微镜可用于检测元器件、材料、PCB和PCBA中的各种缺陷，包括裂纹、分层、夹杂物和空洞。 如果扫描声的频率宽度足够大，也可以直接检测出焊点的内部缺陷。 典型的扫描声像为红色警示色，表示存在缺陷。 由于在SMT工艺中使用了很多塑封元器件，在有铅转无铅的过程中会出现很多对水分回流敏感的问题。 即吸湿性塑料封装器件在较高的无铅工艺温度下回流时，会出现内部或基板分层开裂的现象，而普通PCB在无铅工艺的高温下往往会开裂。 这时，扫描声学显微镜在多层高密度PCB无损检测方面的特殊优势就凸显出来了。 一般来说，肉眼可见的断板只能通过目测才能发现。

5、显微红外分析

显微红外分析是一种红外光谱与显微镜相结合的分析方法。 它利用不同的物质（主要是有机物质）吸收具有不同吸收率的红外光谱。 原理：分析材料的化学成分，结合显微镜使可见光与红外光光路相同。 只要在可见视野内，就可以发现微量有机污染物进行分析。 如果不使用显微镜，通常红外光谱只能分析大量样品。 在电子工艺的许多情况下，痕量污染会导致 PCB 焊盘或引脚的可焊性差。 可以想象，如果没有显微镜的红外光谱，很难解决工艺问题。 微红外分析的主要目的是分析焊接面或结合面的有机污染物，分析腐蚀或焊接性不良的原因。