【關(guān)鍵詞】斷孔、孔銅斷裂、 PCB孔破、孔銅異常

【摘要】某PCBA產(chǎn)品SMT上件后出現(xiàn)功能測(cè)試不合格，電性測(cè)試發(fā)現(xiàn)有開(kāi)路現(xiàn)象，失效網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)通孔電阻不良。通過(guò)導(dǎo)通電阻確認(rèn)，斷面金相觀察， SEM觀察，EDS分析，TG測(cè)試等手段查找失效原因。

1、案例背景

失效樣品為某多層PCBA板，該P(yáng)CB板經(jīng)過(guò)2次回流焊后，出現(xiàn)功能測(cè)試不合格現(xiàn)象，鎖定失效網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通電阻不良。樣品的失效率大概在百分之一左右。

2、分析方法簡(jiǎn)述

2.1電阻確認(rèn)

對(duì)失效樣品的失效網(wǎng)絡(luò)（圖1）進(jìn)行電阻確認(rèn)（圖2），發(fā)現(xiàn)導(dǎo)通孔電阻異常；外觀確認(rèn)，未看到明顯的異常（表面露銅現(xiàn)象為阻值確認(rèn)時(shí)刮開(kāi)油墨形成）。

                      圖1失效網(wǎng)絡(luò)

                                  A面                                                                      B面

                   圖2導(dǎo)通電阻確認(rèn)

2.2 導(dǎo)通電阻異常孔斷面金相觀察

對(duì)電阻異常的孔進(jìn)行斷面金相觀察，發(fā)現(xiàn)孔銅斷裂位置的基材有開(kāi)裂，并且發(fā)現(xiàn)孔壁銅薄現(xiàn)象（與相鄰孔對(duì)比）；孔壁銅斷裂發(fā)生在芯板層。（圖2～圖5）

               圖2金相觀察 

圖3去除孔內(nèi)阻焊油墨后孔壁底部外光圖片

          圖4基材裂紋金相圖片

         圖5基材裂紋金相圖片

2.3導(dǎo)通電阻異?？讛嗝鍿EM觀察

對(duì)電阻異常的孔進(jìn)行斷面觀察，發(fā)現(xiàn)孔銅斷裂位置的基材有分層開(kāi)裂，并且發(fā)現(xiàn)孔壁銅薄現(xiàn)象（與相鄰孔對(duì)比），除孔內(nèi)阻焊油墨后SEM觀察孔底部未發(fā)現(xiàn)有銅結(jié)晶；孔壁銅斷裂發(fā)生在芯板層。（圖6～圖9）

        圖6 SEM整體圖片 

圖7去除孔內(nèi)阻焊油墨后孔壁底部外光圖片

            圖8 SEM整體圖片

     圖9斷孔底部處SEM放大圖片

2.4導(dǎo)通電阻異?？紫噜徔讛嗝嬗^察

對(duì)導(dǎo)通電阻異常的孔相鄰孔進(jìn)行斷面SEM觀察(圖10)，發(fā)現(xiàn)有基材開(kāi)裂現(xiàn)象；孔壁銅厚在11.28-21.45μm之間，粗糙度：18.21μm。

圖10導(dǎo)通電阻異?？紫噜徔讛嗝鍿EM觀察

2.5銅厚&孔壁粗糙度測(cè)量

對(duì)異?？缀拖噜徔走M(jìn)行斷面觀測(cè)(圖11)，異?？足~厚最小為7.23μm，孔壁粗糙度最大為33.92μm。

圖11銅厚&孔壁粗糙度測(cè)量

2.6 TG測(cè)試

對(duì)測(cè)試樣品進(jìn)行TG測(cè)試，測(cè)試結(jié)果：Δt=Δ t2-Δt1=128.5-123.3=5.2℃。 (圖12)

圖12 TG測(cè)試

4、結(jié)論

1. 網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通電阻異常解析為：網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)通孔的孔銅薄，并且芯板層的受熱基材分層將孔壁銅拉開(kāi)導(dǎo)致斷裂。

2. 對(duì)孔壁銅薄電鏡SEM分析為：孔壁銅是在芯板層受熱膨脹，孔內(nèi)的阻焊油墨拉裂出現(xiàn)裂縫，后工序加工蝕刻藥液殘留將孔壁銅腐蝕。

3. 對(duì)失效PCBA的芯板【將外層PP除去】進(jìn)行TG測(cè)試，其TG測(cè)試是：Δt=Δt2-Δt1=128.5-123.3=5.2℃，（Δt值偏大，按照行業(yè)內(nèi)規(guī)格一般<5℃）。

因此，推測(cè)導(dǎo)致本次導(dǎo)通孔電阻異常是芯板層的基材TG值變化大，孔內(nèi)阻焊油墨被拉裂，加工過(guò)程中腐蝕藥液殘留將孔壁銅腐蝕出現(xiàn)異常開(kāi)路。

5、建議

1. PCB芯板更換為T(mén)G值變化小的。