印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對失效進(jìn)行全面的理化分析，確認(rèn)失效的內(nèi)在機理，從而有針對性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機理，確認(rèn)最終的失效原因，提出改進(jìn)設(shè)計和制造工藝的建議，防止失效的重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件可靠性。
集成電路復(fù)雜度與性能要求的持續(xù)攀升，疊加設(shè)計、制造、封裝及應(yīng)用環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險，導(dǎo)致短路、開路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統(tǒng)宕機，更常引發(fā)設(shè)計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責(zé)任爭議，帶來重大經(jīng)濟(jì)損失與信譽風(fēng)險。
高分子材料性能要求持續(xù)提升，而客戶對高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異，導(dǎo)致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā)，常引發(fā)供應(yīng)商與用戶間的責(zé)任糾紛及重大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻，對材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而，設(shè)計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當(dāng)使用等因素，極易引發(fā)疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
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三次回流焊沒事，PCB返修卻鼓包異常？

發(fā)布時間： 2025-06-19 00:00
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鋁基板作為一種具備優(yōu)異散熱性能的金屬基覆銅板，在LED照明產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。其典型結(jié)構(gòu)由三層組成：電路層（銅箔）、絕緣層以及金屬基層。提高鋁基板可靠性，可保障產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、提升品牌形象，對電子行業(yè)發(fā)展和用戶安全意義重大。


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然而，近期在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，某批次鋁基板在經(jīng)過三次回流焊后雖無異常，但在返修階段卻出現(xiàn)了局部鼓包現(xiàn)象。本文將詳細(xì)闡述這一問題的分析過程，并提出相應(yīng)的改善措施。

1.外觀分析

NG樣品多個位置發(fā)現(xiàn)鼓包異常現(xiàn)象，鼓包異常主要發(fā)生在LED透鏡固定點周圍。

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2.切片分析

2.1 金相觀察

不良樣品NG1、NG2截面：鼓包分層均發(fā)生在鋁基板與絕緣層之間。

正常樣品OK1截面：絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見明顯異常。

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2.2 SEM+EDS分析

NG1截面分析顯示：鼓包分層發(fā)生在鋁基板陽極氧化層與絕緣層之間，分離界面未見異物存在，NG2失效現(xiàn)象與NG1一致。

OK1截面分析顯示：基板結(jié)構(gòu)為鋁基板+鋁基板陽極氧化層+絕緣層+銅層+白油層；各層界面結(jié)構(gòu)良好，未見明顯異常。

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3.剝離分析

1) NG鼓包分層位置剝離后，剝離兩側(cè)脫落界面完整，鋁基板側(cè)幾乎無絕緣層殘留，說明絕緣層與鋁基板結(jié)合存在異常。經(jīng)EDS分析，鋁基板側(cè)界面含Al、O、C、S元素，絕緣層側(cè)界面含有C、Al、O 元素，未發(fā)現(xiàn)異常元素存在，初步排除界面污染對分層的影響。

2) OK1正常位置剝離絕緣層后鋁基板界面殘留大量的絕緣層材料，說明絕緣層與鋁基板結(jié)合良好；經(jīng)EDS分析，鋁基板側(cè)界面含Al、O、C、S元素。


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4.紅外光譜分析

不良品其他批次&不良品NG批次的絕緣層成分均為雙酚A型環(huán)氧樹脂，且固化程度高，兩個批次間固化度無明顯差異。

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5.熱應(yīng)力測試

未烘烤樣品：經(jīng)過三次漂錫試驗后，不良品NG批次PCB出現(xiàn)異常鼓包，現(xiàn)象與不良失效品一致，切片顯示鼓包分層發(fā)生在絕緣層與鋁基板之間；而不良品其他批次未見鼓包等明顯異常，切片顯示絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見異常。

烘烤后樣品：經(jīng)過三次漂錫試驗后，不良品NG批次和不良品其他批次樣品均未見鼓包等明顯異常，且切片顯示絕緣層與鋁基板之間結(jié)合未見異常。

綜上所述，光板不良品NG批次出現(xiàn)鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。

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6.討論與分析

通常影響絕緣層與鋁基板之間界面結(jié)合強度的因素有以下幾點：

①分層界面存在污染；

②PCB受潮；

③絕緣層固化不完全。


通過剝離分析，分層界面未發(fā)現(xiàn)異常元素存在，故排除界面存在污染；熱應(yīng)力分析結(jié)果，證明PCB鼓包與板材受潮直接相關(guān)；紅外光譜分析結(jié)果，說明絕緣層固化良好；故不良品出現(xiàn)鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。

PCB吸潮后容易鼓包分層的原因推測為：PCB受潮后，絕緣層吸收水汽膨脹，弱化絕緣層與鋁基板之間界面結(jié)合狀態(tài)，返修高溫時，內(nèi)應(yīng)力增加，最終導(dǎo)致界面脫開而出現(xiàn)鼓包分層異常。


綜上所述，鋁基板返修過程出現(xiàn)局部鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關(guān)。

建議：返修前進(jìn)行預(yù)烘烤處理。


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