PCB鍍層可靠性和失效分析

發表時間:2019-11-20 16:03
随着電子設計朝輕薄方向發展,PCB制造工藝中的高密度集成(HDI)技術使終端産品設計更加小型化,同時滿足電子性能和效率的要求。HDI目前廣泛應用于手機、數碼、汽車電子等産品。HDI盲孔底部裂紋等異常是高密度互連印制電路闆可靠性問題之一,其影響因素多,在制造過程中不易被檢測出來,業者稱之為典型的灰色缺陷,往往到了終端裝機後出現質量問題才發現,導緻大額的索賠。
金鑒實驗室

金鑒實驗室具備冷熱沖擊,回流焊測試等老化測試設備,具有機械研磨,氩離子抛光,FIB離子束等制樣手段,掃描電鏡/透射電鏡,EDS能譜等分析手段。

面向PCB闆廠,藥水廠商等客戶,可提供鍍層開路、鍍層裂紋、鍍層空洞、柱狀結晶、孔壁分離等失效分析;冷熱沖擊、回流焊、鍍層結晶、鍍層覆蓋性等可靠性分析。


01. 冷熱沖擊測試
金鑒實驗室針對PCB闆冷熱沖擊測試,并檢測電阻變化,對鍍層失效部位可通過氩離子抛光或者FIB切割觀察鍍層間裂縫,鍍層開路,孔壁分離等不良缺陷,為PCB闆廠工藝改進指明方向。

FIB-SEM觀察盲孔鍍層冷熱沖擊後存在盲孔底部裂紋異常


02. 回流焊測試
金鑒實驗室回流焊模拟SMT及返工狀況,可有效測試鍍層的熱可靠性,可快速測試鍍層是否有結合力不良,鍍層開裂等缺陷,并對缺陷進行分析。



無鉛回流焊曲線


03. 鍍層形貌及結晶
金鑒實驗室通過氩離子抛光後,場發射電鏡可觀察不同鍍層的形貌,可直觀判斷鍍銅層是否存在“柱狀結晶”等嚴重影響鍍層熱可靠性的結晶狀态。也可觀察不同鍍層間是否存在“空洞”、“ 裂紋”等不易監控到的異常。



通孔觀察化銅層與電鍍層間存在微空洞,電鍍層正常結晶

04. 鍍層覆蓋性
化銅層作為孔内導通最為關鍵的工藝,其厚度約為0.3-0.5μm,常規背光覆蓋性隻能定性觀察整體覆蓋等級,針對出現孔無銅等異常時,經常不能通過背光等級來推斷異常來源,如通過機械研磨後觀察孔内覆蓋性及厚度,化銅層存在損傷,無法準确判定化銅層的狀态。金鑒實驗室通過氩離子抛光後場發射電鏡可觀察到化銅層在玻纖、樹脂位置的覆蓋性,可為PCB廠化銅覆蓋差異提供判定依據,也可為藥水廠商研發階段提供參考。



盲孔離子抛光後觀察化銅層在樹脂部位和玻纖部位的覆蓋良好


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