六層HDI板PCB電路板廠商,電路板

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PCB失效分析技術(shù)及部分案例

作為各種元器件的載體與電路信號(hào)傳輸?shù)臉屑~，PCB已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分，其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。但是由于成本以及技術(shù)的原因，PCB在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)了大量的失效問題。

? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級(jí)人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來，一直專注樣品，中小批量領(lǐng)域。快速的交付以及過硬的產(chǎn)品品質(zhì)贏得了國內(nèi)外客戶的信任。公司是廣東電路板行業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員企業(yè)，是深圳高新技術(shù)認(rèn)證企業(yè)。擁有完善的質(zhì)量管理體系，先后通過了ISO9001、ISO14000、TS16949、UL、RoHS認(rèn)證。公司目前擁有員工300余人，廠房面積9000平米，月出貨品種6000種以上，年生產(chǎn)能力為150000平方米。

對(duì)于這種失效問題，我們需要用到一些常用的失效分析技術(shù)，來使得PCB在制造的時(shí)候質(zhì)量和可靠性水平得到一定的保證，本文總結(jié)了十大失效分析技術(shù)，供參考借鑒。

1.外觀檢查

外觀檢查就是目測(cè)或利用一些簡單儀器，如立體顯微鏡、金相顯微鏡甚至放大鏡等工具檢查PCB的外觀，尋找失效的部位和相關(guān)的物證，主要的作用就是失效定位和初步判斷PCB的失效模式。外觀檢查主要檢查PCB的污染、腐蝕、爆板的位置、電路布線以及失效的規(guī)律性、如是批次的或是個(gè)別，是不是總是集中在某個(gè)區(qū)域等等。另外，有許多PCB的失效是在組裝成PCBA后才發(fā)現(xiàn)，是不是組裝工藝過程以及過程所用材料的影響導(dǎo)致的失效也需要仔細(xì)檢查失效區(qū)域的特征。

2.切片分析

切片分析就是通過取樣、鑲嵌、切片、拋磨、腐蝕、觀察等一系列手段和步驟獲得PCB橫截面結(jié)構(gòu)的過程。通過切片分析可以得到反映PCB（通孔、鍍層等）質(zhì)量的微觀結(jié)構(gòu)的豐富信息，為下一步的質(zhì)量改進(jìn)提供很好的依據(jù)。但是該方法是破壞性的，一旦進(jìn)行了切片，樣品就必然遭到破壞；同時(shí)該方法制樣要求高，制樣耗時(shí)也較長，需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來完成。要求詳細(xì)的切片作業(yè)過程，可以參考IPC的標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810規(guī)定的流程進(jìn)行。

PCB失效分析技術(shù)方法（接上）

5.掃描電子顯微鏡分析

掃描電子顯微鏡（SEM）是進(jìn)行失效分析的一種最有用的大型電子顯微成像系統(tǒng)，其工作原理是利用陰極發(fā)射的電子束經(jīng)陽極加速，由磁透鏡聚焦后形成一束直徑為幾十至幾千埃（A）的電子束流，在掃描線圈的偏轉(zhuǎn)作用下，電子束以一定時(shí)間和空間順序在試樣表面作逐點(diǎn)式掃描運(yùn)動(dòng)，這束高能電子束轟擊到樣品表面上會(huì)激發(fā)出多種信息，經(jīng)過收集放大就能從顯示屏上得到各種相應(yīng)的圖形。激發(fā)的二次電子產(chǎn)生于樣品表面5~10nm范圍內(nèi)，因而，二次電子能夠較好的反映樣品表面的形貌，所以最常用作形貌觀察；而激發(fā)的背散射電子則產(chǎn)生于樣品表面100~1000nm范圍內(nèi)，隨著物質(zhì)原子序數(shù)的不同而發(fā)射不同特征的背散射電子，因此背散射電子圖象具有形貌特征和原子序數(shù)判別的能力，也因此，背散射電子像可反映化學(xué)元素成分的分布。現(xiàn)時(shí)的掃描電子顯微鏡的功能已經(jīng)很強(qiáng)大，任何精細(xì)結(jié)構(gòu)或表面特征均可放大到幾十萬倍進(jìn)行觀察與分析。


在PCB或焊點(diǎn)的失效分析方面，SEM主要用來作失效機(jī)理的分析，具體說來就是用來觀察焊盤表面的形貌結(jié)構(gòu)、焊點(diǎn)金相組織、測(cè)量金屬間化物、可焊性鍍層分析以及做錫須分析測(cè)量等。與光學(xué)顯微鏡不同，掃描電鏡所成的是電子像，因此只有黑白兩色，并且掃描電鏡的試樣要求導(dǎo)電，對(duì)非導(dǎo)體和部分半導(dǎo)體需要噴金或碳處理，否則電荷聚集在樣品表面就影響樣品的觀察。此外，掃描電鏡圖像景深遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光學(xué)顯微鏡，是針對(duì)金相結(jié)構(gòu)、顯微斷口以及錫須等不平整樣品的重要分析方法。



6.X射線能譜分析

上面所說的掃描電鏡一般都配有X射線能譜儀。當(dāng)高能的電子束撞擊樣品表面時(shí)，表面物質(zhì)的原子中的內(nèi)層電子被轟擊逸出，外層電子向低能級(jí)躍遷時(shí)就會(huì)激發(fā)出特征X射線，不同元素的原子能級(jí)差不同而發(fā)出的特征X射線就不同，因此，可以將樣品發(fā)出的特征X射線作為化學(xué)成分分析。同時(shí)按照檢測(cè)X射線的信號(hào)為特征波長或特征能量又將相應(yīng)的儀器分別叫波譜分散譜儀（簡稱波譜儀，WDS）和能量分散譜儀（簡稱能譜儀，EDS），波譜儀的分辨率比能譜儀高，能譜儀的分析速度比波譜儀快。由于能譜儀的速度快且成本低，所以一般的掃描電鏡配置的都是能譜儀。



隨著電子束的掃描方式不同，能譜儀可以進(jìn)行表面的點(diǎn)分析、線分析和面分析，可得到元素不同分布的信息。點(diǎn)分析得到一點(diǎn)的所有元素；線分析每次對(duì)指定的一條線做一種元素分析，多次掃描得到所有元素的線分布；面分析對(duì)一個(gè)指定面內(nèi)的所有元素分析，測(cè)得元素含量是測(cè)量面范圍的平均值。



在PCB的分析上，能譜儀主要用于焊盤表面的成分分析，可焊性不良的焊盤與引線腳表面污染物的元素分析。能譜儀的定量分析的準(zhǔn)確度有限，低于0.1%的含量一般不易檢出。能譜與SEM結(jié)合使用可以同時(shí)獲得表面形貌與成分的信息，這是它們應(yīng)用廣泛的原因所在。


? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年， 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。

盲埋孔板件疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1 對(duì)于芯板厚度對(duì)所有用0.10mm芯板、孔徑在0.25mm以下的一階盲孔，使用100um的RCC，對(duì)所有用0.13mm芯板、孔徑在0.25mm以下的盲孔，建議客戶采用100T的RCC

2 對(duì)于N+結(jié)構(gòu)的盲埋孔板件，疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循厚度一致或相近（厚度差小于0.20mm），當(dāng)N或M層疊層結(jié)構(gòu)中介質(zhì)層厚度≥0.40mm，應(yīng)采用內(nèi)層芯板代替，對(duì)于多次壓合的盲埋孔板件，工程在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮最后一次壓合厚度的匹配性。

3 對(duì)于盲埋孔電鍍控制銅厚請(qǐng)工程備注：平均20um，單點(diǎn)大于18um。

4對(duì)于常規(guī)FR4材料，如果單張芯板沒有盲埋孔結(jié)構(gòu)，不可以使用芯板直接壓合方式進(jìn)行疊層設(shè)計(jì)，應(yīng)采用PP+內(nèi)層芯板方式設(shè)計(jì)

5 對(duì)于二階HDI流程的板件外層必須采用負(fù)片電鍍工藝。（即：外層電鍍采用負(fù)片電鍍、外層圖形采用負(fù)片工藝，采用內(nèi)層蝕刻線加工外層線路）
6、對(duì)于存在多次壓合板件內(nèi)層芯板預(yù)放比例相關(guān)規(guī)定參照《HDI、機(jī)械盲埋孔預(yù)放比例事宜》。
7.對(duì)于采用PP+內(nèi)層芯板壓合方式的內(nèi)層板，板件有盲埋孔設(shè)計(jì)與表面銅厚要求完成1OZ銅厚的用12um銅箔或12um銅箔的RCC，在負(fù)片電鍍后即可達(dá)到要求；
9.對(duì)內(nèi)層要求完成HOZ銅厚用12um銅箔或12um銅箔的RCC，走內(nèi)層電鍍孔工藝，然后走負(fù)片工藝蝕刻。
10.板件沒有盲埋孔只有銅厚要求的板件，直接用客戶所需的銅箔厚度加工即可，不需進(jìn)行沉銅、電鍍加工流程。
11.對(duì)于芯板直接壓合的板件，如板件需要進(jìn)行電鍍流程，內(nèi)層芯板盡量采用陰陽銅結(jié)構(gòu)。
12.對(duì)于多次壓合板件外層補(bǔ)償請(qǐng)參照《盲孔板外層線路補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)充規(guī)定》。
13.對(duì)所有類型的鍍孔工藝（通孔、盲孔、埋孔等），不分板厚、孔徑，鍍孔菲林焊盤大小統(tǒng)一為：鉆刀直徑+3mil（即在單邊加大1.5mil）。
14.二階HDI板件不可以含有外層表面處理方式為全板鍍金（水金）、金屬化包邊、金屬化槽孔、負(fù)焊盤工藝，如有以上要求請(qǐng)溝通。


? ?深圳市賽孚電路科技有限公司成立于2011年，公司由多名電路板行業(yè)的專家級(jí)人士創(chuàng)建，是國內(nèi)專業(yè)高效的HDI PCB/FPC快件服務(wù)商之一。公司成立以來，一直專注樣品，中小批量領(lǐng)域。 公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于通信、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、航空航天、軍工、醫(yī)療、測(cè)試儀器、電源等各個(gè)領(lǐng)域。我們的產(chǎn)品包括：高多層PCB、HDI PCB、PCB高頻板、軟硬結(jié)合板、FPC等特種高難度電路板，專注于多品種，中小批量領(lǐng)域。我們的客戶分布全球各地，目前外銷訂單占比70%以上。