PCB失效案例
众所周知,产品的失效会造成较严重的经济损失和品质影响,然而PCB失效的模式多种多样,失效根因也各不相同,例如PTH孔铜的腐蚀失效、HDI盲孔底部裂纹导致的开路失效、分层爆板失效、ENIG产品孔环裂纹和PCB板短路起火等。加工流程繁冗复杂,可能造成其失效的原因较多。因此,如何快速地定位出PCB的失效根因,并对产品的各项性能进行优化提升,已成为PCB行业的重要课题之一。以下列举近年分析测试实验中心在大数据计算、航海及医疗领域相关的失效分析案例:
① PCB烧板失效
2015年某大型数据中心反馈,每月会有1台或2台设备发生起火烧板的现象,急需快速找到起火原因:
对失效现场进行观察,烧板起火点位置集中在硬盘连接器的安装孔区域,安装孔区域的孔壁铜层和定位锡柱完全被烧毁。分析发现NPTH孔孔壁金属化,在加电工作过程中,发生CAF失效,最终导致短路起火。
CAF生长原理:当PCBA在一定的温湿度条件下,带电工作时,在两绝缘导体间有可能会产生沿着树脂和玻纤的界面生长的CAF,最终导致绝缘不良,甚至短路失效。CAF产生原理如下:
产生CAF的三个先决条件:①一定的温、湿度条件;②两绝缘导通间存在的电势差;③有供铜离子迁移的通道。
实验复现:对实验板绝缘电阻失效模块进行稳压12V的加电测试,试板在接通电源的瞬间即短路起火,持续通电,试样会持续起火碳化(该试验有视频记录);
改善方案:①加大内、外层孔环到导体间距设计至300μm;②更换高Tg基材,保证其具备良好的耐热性和耐CAF性能。
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