在電子制造領域，任何PCBA的失效都可能導致整個電子設備功能異常甚至完全癱瘓。作為SMT貼片加工的核心環節，PCBA失效分析通過系統化的方法定位故障原因，提出改進方案，對提升產品可靠性至關重要。
什么是PCBA失效分析？
PCBA失效分析是通過一系列系統化的檢測手段和方法，找出PCBA失效的根本原因的過程。當產品喪失規定的功能時，我們稱之為“失效”，而失效分析則是通過專業技術手段判斷失效模式，查找失效原因和機理，提出預防對策的技術活動。在1943科技，我們遵循 “由表及里、先簡后繁”? 的原則進行失效分析，從外部誘發因素和失效表現形式入手，進而研究更隱蔽的內在因素，確保找出問題的真正根源。
常見的PCBA失效模式及成因
1. 焊點失效
焊點失效是PCBA最常見的失效形式之一，主要包括虛焊、冷焊、焊錫橋連和焊點疲勞等問題。這些失效通常由焊接溫度不當、焊錫量不足或溫度循環應力導致。 焊點疲勞是尤為常見的現象，由于PCBA包含多種材料（如玻璃纖維層壓材料、陶瓷、聚合物、焊料等），各材料的熱膨脹系數不同，在熱循環過程中會產生不均勻膨脹，最終導致焊點開裂。
2. PCB本身失效
- 焊盤/導線腐蝕：通常由環境濕度高、腐蝕性氣體或助焊劑殘留未清理干凈引起
- 基材開裂/分層：焊接溫度超過基材耐溫極限、機械應力或濕熱循環老化導致
- 過孔失效：過孔電鍍不良（空洞、鍍層太薄）或熱應力導致鍍層脫落
3. 元器件損壞
靜電放電（ESD）損壞敏感器件、過電壓/過電流沖擊以及高溫老化導致的散熱不良都可能引起元器件損壞。其中，鎳腐蝕是導致元器件脫落的重要原因，它阻礙了焊錫與鎳層形成有效的冶金結合。
PCBA失效分析的專業流程
第一階段：失效背景調查與初步分析
首先，我們的工程師會詳細記錄失效癥狀、失效環境（溫度、濕度、是否受外力）和失效時間，對失效PCBA進行初步功能測試，確定失效部位范圍。
第二階段：非破壞性檢測
- 外觀檢查：通過肉眼或光學顯微鏡（10-100倍）觀察有無物理損傷、焊點質量問題及元器件異常
- X射線檢測：觀察BGA、CSP等底部焊點的焊接質量，以及多層板內部過孔/導線狀態
- 紅外熱像儀：檢測工作時的異常發熱點，定位短路元件或接觸不良部位
- 超聲掃描（C-SAM）：檢測PCB基材分層、元器件內部空洞等缺陷
第三階段：破壞性檢測（必要時）
當非破壞性檢測無法確定原因時，我們可能會進行：
- 截面分析：將PCB/元器件切片，觀察內部結構如鍍層厚度、裂紋深度
- 焊點剝離分析：對可疑焊點進行機械剝離，觀察焊錫與焊盤的結合狀態
- 化學分析：通過能譜儀（EDS）分析腐蝕物成分，判斷腐蝕原因
第四階段：模擬驗證與原因總結
通過復現失效條件（如溫度循環、振動、電壓沖擊），確認是否會導致相同失效，最終明確失效的根本原因，并提出針對性改進措施。
1943科技失效分析的專業設備與技術優勢
在1943科技，我們配備了一系列先進的失效分析設備：
- 光學顯微鏡系統用于觀察焊點外觀、PCB表面腐蝕和元器件損壞
- 高精度X射線檢測儀用于檢測BGA/CSP焊點質量和多層板內部結構
- 掃描電鏡（SEM）配合EDS進行微觀結構觀察和成分分析
- 紅外熱像儀系統實時監測溫度分布
- 金相顯微鏡進行PCB/焊點截面分析和鍍層厚度測量
我們的技術團隊不僅精通分析設備操作，更具備深厚的電子制造背景，能夠將分析結果轉化為實際的生產工藝改進建議。
失效分析的價值與意義
對于電子制造企業而言，投入資源進行PCBA失效分析可以帶來多重價值：
- 減少和預防同類失效現象重復發生，直接提升產品質量和競爭力
- 為事故責任認定提供科學依據，幫助企業明確責任邊界
- 為企業技術開發、技術改造提供信息，增加產品技術含量，獲得更大經濟效益
- 降低售后維修成本和品牌聲譽風險，避免批量性質量事故的發生
預防優于治療：通過可靠性測試降低失效風險
在1943科技，我們堅信“預防優于治療”。為此，我們建立了一套完整的PCBA可靠性測試體系，盡可能在產品出廠前發現潛在問題：
- ICT測試：檢查元器件焊接情況、電路通斷及電氣參數
- FCT測試：模擬用戶輸入輸出，進行軟硬件聯調，確保功能正常
- 環境適應性測試：模擬高溫高濕、振動、跌落等極端條件
- 老化測試：長時間通電模擬用戶使用，提前發現早期失效
結語
PCBA失效分析是電子制造質量保證體系中的重要環節，也是1943科技為客戶提供高質量SMT貼片加工服務的技術保障。通過系統化的分析方法和專業的技術團隊，我們能夠快速準確地定位故障根源，提出有效的改進措施，幫助客戶提升產品可靠性，降低質量風險。無論是面對常見的焊點失效，還是復雜的層間短路問題，1943科技都擁有相應的分析能力和解決方案。我們期待與更多客戶合作，共同提升電子產品的質量與可靠性。
2024-04-26
