PCBA 失效分层起泡原因分析.ppt

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1、PCBA失效分层起泡原因分析——样品描述客户名称：FJP终端客户：CITIZEN客户型号：PS66901-F04不良描述：基板分层爆板分析过程外观检查目测观察，样品表面起泡拱起现象较为严重，并呈现大面积的发白区，即基板起泡、分层。切片分析从切片图可以看出此分层位置位于PP与芯板之间，分层界面较为平滑，无杂质。爆板可能性原因分析杂质水份气泡爆板可能性原因排除杂质×水份气泡供应商分析结果板材供应商（生益），根据Tg值测试，含水率分析，切片分析，认为此次爆板的主要原因是PCB吸潮所导致。吸潮模拟实验分析样品选择实验过程实验结果样品选择为实验结果更

2、准确，在样品的选择上，对于样品板我们选用与问题板10850E04A1表面处理、层数，压合厚度、布线密度类似的报废板进行实验，所选实验板详细信息见下：样品分组产品状态产品型号样品数量阻焊层成品13860E04A112pcs有产品状态产品型号样品数量阻焊层成品13860E04A112pcs无（褪阻焊处理）样品前期处理对于两个样品组，我们将采用六种不同的方法进行前期处理，其目的是为模拟产品回流焊前的各种状态，来验证不同状态的PCB经回流焊后爆板的情况。方法1：150℃，烘烤4h，去除PCB内吸收的水份；方法2：客户端接收状态，即样品板不经过任何处

3、理；方法3：常温下，水中浸泡1h；方法4：常温下，水中浸泡2h；方法5：常温下，水中浸泡3h；方法6：常温下，水中浸泡4h。方法3～方法6是采用浸泡的方式，来模拟PCB因存储不当吸湿的状态。回流焊实验实验条件：290℃4次爆板位置记录：爆板位置样品所占比例边缘处基材处有阻焊/浸泡1h；有阻焊/浸泡2h8％边缘铜箔处无0％图形内基材处有阻焊/加烤；有阻焊/浸泡1h；有阻焊/浸泡2h；无阻焊/加烤；无阻焊/接收态；无阻焊/浸泡1h25％图形内铜箔处有阻焊/加烤；有阻焊/接收态；有阻焊/接收态；有阻焊/浸泡3h；有阻焊/浸泡3h；有阻焊/浸泡4h

4、；有阻焊/浸泡4h；无阻焊/加烤；无阻焊/接收态；无阻焊/浸泡1h；无阻焊/浸泡2h；无阻焊/浸泡2h；无阻焊/浸泡3h；无阻焊/浸泡3h；无阻焊/浸泡4h；无阻焊/浸泡4h64％实验结论样品均出现了爆板，加烤后的板在回流焊三次后出现爆板，而接收态的板在经过第二次回流时就出现严重的爆板现象，查该板当时出货报告可靠性实验，上锡实验是没有问题的，说明此板经长时间储存后，对该板的耐热冲击性能有很大的影响，从加烤后有所改善的情况来看，PCB在存放过程中吸湿是影响此板热冲击性能的主要原因；样品出现爆板的位置绝大部分在图形内，占样品比例的92％；在回流

5、焊实验中，浸泡2h、3h有阻焊层的样品在回流焊一次时全部出现严重的爆板分层现象，而无阻焊的样品大部分是在经过二次回流时出现的爆板，由此我们可以推断阻焊层并不能阻挡水份进入PCB；通过上述实验结果，我们认为PCB在长期存放过程中，会出现吸湿现象，且吸湿位置不仅是发生在板边缘处，覆盖有阻焊的图形区域也同样会有吸湿现象，所以爆板出现在图形区域并不能说明爆板不是吸湿所致。实验结果分析浸泡后的样品比接收态和加烤后的样品先出现爆板；所有实验板经Reflow4次后均出现了爆板；起泡位置多集中在中间位置而不是板边缘；两组样品Reflow情况无明显区别，阻焊

6、对阻止吸湿的作用不明显。浸泡后的样品比接收态和加烤后的先出现爆板浸泡在水中的板，由于水的极性，水分子会沿着玻璃纤维和基体界面进行扩散，而样品是浸泡在水中，在此种环境中，水分子会通过界面缝隙较快的渗进基材中。这样经浸泡处理后的PCB含水量远高于加烤或自然接收态的样品，在经回流焊高温作用时，极易引起分层。所有样品经Reflow4次后均出现了爆板所选样品为在我司成品仓存放了8个月库存品，在存储过程中也存在吸潮的可能，因此自然接收态的样品在reflow2次时就出现了分层现象，样品经加烤后，比接收态样品略有改善，但还是在reflow4次后全部起泡，对

7、此现象，经同生益探讨和查询相关文献、资料后对此现象的发生，将从短暂吸湿和长时间吸湿的特点来进行解释。短暂吸湿、长时间吸湿PCB基板存储时，由于基板所用的玻璃纤维、填充树脂均为极性，环境中的水分子极易通过界面缝隙渗进基材，与基材发生物理和化学反应。首先，水使树脂基材发生溶涨，即水分子与基材中的高分子链形成物理吸附，此种吸附经加烤将迅速解除，吸湿在此阶段是可以消除的，对材料本身的化学成分以及化学结构是没有影响的，短暂吸湿即为此类；随着时间的延长PCB内的水分子将和基材中的玻璃纤维等填充材料发生化学反应，例如：水分子与玻璃纤维的二氧化硅作用，形成

8、氢氧化物，导致纤维强度下降，此阶段，加烤对改善物、化性已发生变化的PCB作用已不明显；因此，样品是经过8个月时间存储的，部分进入PCB的水分子已破坏了化学成分及结构，加烤对改善此