找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

巢课
电巢直播8月计划
查看: 3|回复: 0
打印 上一主题 下一主题

[射频] 肉眼看不见的PCB失效问题!

[复制链接]

551

主题

1470

帖子

3万

积分

EDA365管理团队

Rank: 9Rank: 9Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
39487
跳转到指定楼层
1#
发表于 2019-9-27 15:10 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
点击标题下「射频百花潭」可快速关注!
) T% ^8 f$ U+ G8 o3 C9 U3 s) y; c% w* y, n0 A

! M1 G2 ^6 D5 _* m' Y) g; ^, [  _$ Q) ^7 n: ]0 T" N- [  K, }
在PCB行业验收标准IPC-6012C中,只有三个章节的试验牵涉到可靠性方面的要求,主要是介质耐电压、湿热绝缘电阻(MIR)和热冲击(Thermal Shock),前两者主要评估板材可靠性,后者主要评估电镀铜可靠性。2 O: U9 {+ E4 ?

3 x. t8 {, P/ R% i$ n6 [" ~
. W; }  }' o" o1 u) c0 O  B. y[size=1.2em]一些常见失效切片分析如下:
0 [: g' V! ^- U2 O0 W& l* z4 Y
: ~. B( K2 }( b( ~& o1 V9 o7 I
: I. V1 }* z4 O  G0 E1
+ r- r4 M# _6 I# q9 W% x/ G电镀铜延展性不佳或板材Z-CTE较大,造成孔中间的孔铜全周拉断且断口较大,如图10所示:! |* h2 r( T, }" u

- G% o. n8 ^( O, ?1 O6 N! R! q& ]. ]! u
7 j/ j/ I" s) z* l0 }8 ^& T

" c/ g( G5 Q4 N1 W
& U0 g8 T* e& c" x- z( n$ f7 S3 E
1 y5 |- x' T8 d# ^9 R8 S6 w
) Q* I2 c' R2 u, ]2
% e' `$ ?7 A9 E! R; `7 S4 a金属疲劳产生的微裂,呈45°斜向微裂,常沿着晶格出现,经常裂在玻纤与树脂交界处的铜壁,孔铜开裂附近之部份基材也有微裂,如图11所示:3 I. R3 j) Z, y4 ]1 e

7 F% ]% I& I* R2 P& a1 u
. ^* X( B0 s; m1 p7 a" [7 C- L- O& z- a3 I3 N( r3 c% f
, Y* O4 C8 K  O* h
4
) }6 \/ C3 H5 B$ A+ m- }0 k7 H孔壁和孔环的拉裂,拉裂的孔环呈Z方向的走位,其主要是多次焊接高温或材料Z-CTE较大造成, 如图13所示:; X- M, C& I) s. x- d7 g  F1 |

  V2 K5 s9 Q3 w* g; f; Y# O
3 a3 k; P# m) p$ @; l9 [
7 d. k. N6 n  w* ~
2 }  N, m+ N; }3 i+ k6 w* ?! Q6
7 Y% N+ b4 v# I- `. x% Y盲孔与底垫分离,主要是底垫铜面出现钝化膜,或热应力较大(回流曲线热量较高、多次焊接、局部过热)造成,如图15所示:
7 D9 `4 |3 l* T4 H5 k# h& {% ^$ X; x' q

( y8 j5 f! s9 W$ o4 [6 V9 \0 S( C" f; B. a; p/ K; c: c
' g/ A" u& m4 y0 v0 w6 q
) @+ V( m- @* s3 u/ c' v: [0 D9 L* p

& }( z; J7 @; U3 }! c) u热冲击试验) W0 I5 t6 `" U) j
1 {. l3 t  y0 k0 S

% `0 M7 w  Y- u& I
" Y/ F7 |7 c0 F' w来源于IPC-6012C 3.10.8章节的要求,依照IPC-TM-650 测试方法2.6.7.2测试,一般常用FR4材料的PCB选用条件D,在经过高低温循环100次之后,第一次高温电阻和最后一次高温电阻的变化率不能超过10%,并且试验后做显微剖切的镀覆孔完整性合格。
) o% c' k: j5 u& `8 V1 n  }% n- f
5 p) n+ l2 e- z. h+ H

2 T  _( [  R) @, O' Q' }<span style="font-family: 微软雅黑;">+ H2 k* o) X( G: d0 U
% S& u* e0 U# h: f' `. }

1 x+ t/ T# @8 m& c6 M/ ^
7 F0 ^4 }! A; G3 h; P9 D( [( p4 f% q  [* |& X& r# [

; _$ m4 t4 D9 R0 J; P1 l+ w& K% E不管是TCT或是TST试验,其试验时间都是很长的,而IST时间明显小于TCT和TST,常见的温度循环测试曲线如图5所示,由图可以看出,液冷式的TST试验,高低温转换速率是最大的,IST其次,TCT最小,而高低温转换速率越大,其对材料的冲击也随之增加,也就更容易失效:3 l7 {( p" k, b0 Z+ n- ]

# X5 o4 U& V6 t$ e/ m
! b# r$ A$ E4 _0 m+ E/ G" g4 w+ D
# {4 `- L$ w' Y8 q0 T& @

5 Z, v! m1 }; ?IST因为测试时间短,温度转换速率大,对测试样品的疲劳老化影响也较大,故可以使试样早早发生失效,比对图7的IST失效数据和图8的TCT失效数据,可见在相同的条件下,IST试验很早就发生的失效:
- [* e) z& @0 {) j
" Q# z' T: N/ L$ V! w
. v1 P5 K5 A: k3 S

* f7 |5 C; r7 f1 [9 ]/ Z4 K; e% |. l
# K4 e: g/ O8 u9 `
在PCB的各种温度循环试验中,其主要失效机理是因为板材的Z轴CTE远远高于孔铜的CTE,在温度剧烈变化的过程中,各种应力集中处容易被Z轴膨胀拉断,常见的失效模式见图9所示:
" H2 {2 y+ _. `( ?' B* b9 g+ _( y5 P/ _" c7 o- C+ E+ ?! ?7 k+ o' Q
3 a) @6 g0 @, d/ N2 b$ k" }
. C6 h& Y  c5 B7 ^3 E1 i7 }8 D

" \  Z9 f7 S. r0 s1 Z6 X; {$ u, E# w
6 q$ c; B$ x5 x- M3 B- g' t

3 B' N! c+ V6 O8 p( N3 r) K0 ~- X. M8 ]4 J' M; r: F
9 S2 t& z# g5 p& Y6 x) i& T  s
更多精彩请加入“中国射频微波微信第一群”, 先加徐老师微信号:15989459034,注明“公司+方向”,通过验证后加入。(注:本群属纯技术交流群,销售代理等非射频技术人员勿加)!?
2 H7 o4 `1 C9 ~; h1. 本群4000人,成员涵盖了国内所有射频方向企业,高校,研究所。其中教授,总监,总经理,主任专家,海归,千人计划,长江学者,首席科学家,博士700+人。
9 K' A+ n. v4 t2. 本微信群/公众号由资深射频专家,“兴森快捷-安捷伦射频高速联合实验室”射频负责人,《ADS2008/2011射频电路设计与仿真实例》《HFSS射频仿真设计实例大全》电子工业出版社,主编徐兴福建立。
分享到:  QQ好友和群QQ好友和群 QQ空间QQ空间 腾讯微博腾讯微博 腾讯朋友腾讯朋友 微信微信
收藏收藏 支持!支持! 反对!反对!
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

推荐内容上一条 /1 下一条

巢课

技术风云榜

关于我们|手机版|EDA365 ( 粤ICP备18020198号 )

GMT+8, 2025-4-9 18:45 , Processed in 0.056404 second(s), 32 queries , Gzip On.

深圳市墨知创新科技有限公司

地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

快速回复 返回顶部 返回列表