印制電路板表面涂覆層與剛撓分層的失效分析研究.pdf

1、印制電路板(PCB)是所有電子產(chǎn)品的核心部件，起著支撐、互連和信號傳輸?shù)淖饔谩榱诉m應(yīng)小型化、環(huán)?；?、多功能化的需求，越來越多的PCB向著高密度化、無鉛化和加成化的方向發(fā)展。但凡在設(shè)計、選材、制造、封裝和儲存等環(huán)節(jié)出現(xiàn)任何疏忽，都有可能產(chǎn)生隱患，引起產(chǎn)品過早失效。就國內(nèi)PCB行業(yè)而言，常規(guī)PCB的合格率一般在95％-98％之間，無鉛化后更是降到了95％;高密度積層PCB合格率不超過90％;剛撓結(jié)合多層板合格率更是低于65％，遠(yuǎn)低于國際要

2、求。按2011年P(guān)CB產(chǎn)值1520億元的5％次品率計算，每年損失量就超過76億元人民幣！提高PCB的可靠性成為了刻不容緩的課題，PCB的失效分析意義重大。而表面涂覆層是PCB裝配過程中承上啟下的關(guān)鍵工藝，剛撓結(jié)合板是高端PCB的代表，它們的失效分析更是棘手而又至關(guān)重要。PCB與金屬一樣，也涉及斷裂、變形、腐蝕、磨損、衰減等五大失效模式，但因材料多樣化、工藝復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)微細(xì)化等原因，其失效機(jī)理和缺陷定位比一般金屬難得多，因而要對缺陷微區(qū)乃

3、至整個區(qū)域進(jìn)行力學(xué)、物理、化學(xué)、電學(xué)等性能的綜合分析，結(jié)合制造和管理中的各個環(huán)節(jié)，才能確定失效模式、失效缺陷、失效機(jī)理和失效起因。
　　本論文首先介紹了PCB的結(jié)構(gòu)、制造與發(fā)展方向，PCB元器件貼裝和芯片互連技術(shù);綜述了PCB表面涂覆層和剛撓結(jié)合板分層的研究進(jìn)展;概述了PCB失效分析的意義、特點及方法。其次進(jìn)行了三個PCB失效分析案例的系統(tǒng)闡述。第一個案例是電鍍鎳金板無法鍵合金線及電鍍鎳金板金面發(fā)暗、焊料對焊盤潤濕性不良;第二個案

4、例是電鍍鎳金板3M膠帶測試后金層脫落;第三個案例是剛撓結(jié)合板回流焊后剛撓分層。針對每個案例的具體情況，從宏觀到微觀，從廣泛到具體，運(yùn)用一系列表征分析手段，如三維體式顯微鏡(3D-SM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X-射線熒光分析(XRF)、X射線斷層掃描(X-CT)、傅里葉紅外分析(FTIR)、熱失重分析(TGA)、示差掃描量熱分析(DSC)等對失效樣品的表面、界面及內(nèi)部宏微觀形貌，焊盤表面、板材化學(xué)成分，鍍層厚度，板材熱