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一例插件孔管脚导通不良的失效分析案例

企业新闻 / 2022-01-05 00:42

本文摘要:0背景印制电路板(PCB)由绝缘板、金属导线、相连有所不同层导线的金属化孔,以及相连元器件的相连盘构成,其主要起到是承托电子元器件之间的信号相连。PCB是为电子组件中各元器件之间获取电气网络的载体,如果其本身不存在导通不当的情况,不会必要造成网络的元器件之间功能过热。构成PCB各层网络导通的主要是孔和线路,其中孔又分成通孔、盲孔和挖出孔等。根据网络导通的方位有所不同,可以将导通过热分成线路开路、孔开路和内层网络过热等几种类型。

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0背景印制电路板(PCB)由绝缘板、金属导线、相连有所不同层导线的金属化孔,以及相连元器件的相连盘构成,其主要起到是承托电子元器件之间的信号相连。PCB是为电子组件中各元器件之间获取电气网络的载体,如果其本身不存在导通不当的情况,不会必要造成网络的元器件之间功能过热。构成PCB各层网络导通的主要是孔和线路,其中孔又分成通孔、盲孔和挖出孔等。根据网络导通的方位有所不同,可以将导通过热分成线路开路、孔开路和内层网络过热等几种类型。

现以一款导通不当PCB为事例,共享因金属化孔孔壁的镀铜层不倒数使管脚导通不当的过热分析案例。1不当板叙述样品在已完成SMT后露出于空气中留存了2年,在调试时找到部分方位的管脚不存在导通不良现象。该型号产品包括多个出厂,生产总数较多,目前仅有找到3块有导通不当问题。

其中1块样品的外观如图1右图:图1不当板外观图图1中连接器区域的C16、C21方位的两对管脚即为导通不当的管脚。2数据分析2.1阻值证实用于万用表分别对C16、C21两对管脚焊点之间的电阻值展开测量,结果如图2右图:图2短路点的阻值证实通过万用表测得焊点之间的电阻值为∞,指出焊点之间早已开路。2.2横向切片证实分别对C16、C21方位的管脚展开切割成采样,制作横向切片展开研磨,利用金互为显微镜对其横向横截面展开仔细观察,结果如图3右图:图3横向切片仔细观察结果从过热管脚的横向横截面的金相仔细观察结果可以显现出,不存在开路故障的2对管脚所在的金属化孔不存在孔铜不倒数现象,而且孔口方位的基材早已被拉裂。

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2.3基材热膨胀性能证实用于静态热机械分析仪(TMA)按照“IPC-TM-6502.4.24玻璃化转变温度和Z轴热膨胀系数(TMA法)”对故障板的热膨胀性能展开分析,结果如图4右图:图4故障板的热膨胀性能测试结果如图4右图,故障板的Tg值大约为110℃,归属于普通Tg材料;在Tg点之前,其热膨胀系数为47.49ppm/℃;在Tg点之后,其热膨胀系数为277.20ppm/℃。故障板在50℃~260℃之间的收缩百分比为4.928%,小于涉及标准中的拒绝。

2.4微观形貌分析为更进一步证实导通不当的原因,挑选C16方位和板上其他方位的管脚,用于SEM对其微观形貌展开仔细观察对比仔细观察。结果如图5右图:图5微观形貌仔细观察结果从C16方位与长时间方位管脚的横向横截面微观形貌可以显现出,C16方位的其中1个金属孔中,与另一管脚连接的一侧孔壁上不存在孔铜缺陷现象,而且锡料在孔内的填满程度大于75%,同时,孔铜缺陷的孔口方位处基材被拉裂;通过对比C16方位与其他导通长时间方位金属化孔的横截面形貌可找到,不论C16方位还是长时间方位,金属孔孔内的锡料广泛填满不圆润;同时,在孔内余下的铜镀层附近可以看见基材与孔铜之间早已构成裂纹。3分析小结(1)P管脚导通不当的主要原因是:金属化孔孔壁的镀铜层不倒数,造成上锡不圆润,且部分金属孔的孔环与基材分离出来,与线路之间再次发生开路;(2)孔环与基材分离出来、基材被拉裂的有可能原因有:板材的耐热性劣(Tg较低,热膨胀过大)、连接器加装时的机械形变、P先前的可靠性试验过程等;(3)从孔壁上余下的镀铜层的断口可以推测:镀铜层不倒数有可能是由于PCB在生产过程中,孔壁镀铜层被药水过度咬蚀所致。


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