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PCBA漏電失效分析（有案例分享）

PCBA（Printed Circuit Board Assembly）是電子設(shè)備中的核心組件，包含了PCB（Printed Circuit Board）和各種電子元件。PCBA漏電失效是指在使用過程中，電路板出現(xiàn)非正常的電流泄漏現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備功能異常或損壞。廣東省華南檢測技術(shù)有限公司將對PCBA漏電失效的原因、分析方法及預(yù)防措施進行詳細探討。

一、PCBA漏電失效原因

PCBA漏電失效的原因多種多樣，主要包括以下幾方面：

1、PCB板質(zhì)量問題：內(nèi)部銅線異常搭接于焊盤位置，導(dǎo)致漏電和短路現(xiàn)象。

2、CAF效應(yīng)（導(dǎo)電陽極絲）：玻纖與樹脂間縫隙在濕熱條件下，銅發(fā)生水解反應(yīng)并遷移，形成導(dǎo)電路徑。

3、污染：助焊劑殘留、指紋、塵土等污染物在潮濕環(huán)境下導(dǎo)電，導(dǎo)致漏電。

4、熱損傷：過高電壓或外部熱源導(dǎo)致元件過熱，絕緣材料碳化變黑，降低絕緣性能。

5、機械應(yīng)力：彎曲、扭曲應(yīng)力導(dǎo)致元件損壞，焊點開裂。

二、PCBA漏電失效分析方法

PCBA漏電失效分析通常采用以下方法：

1、外觀檢查：檢查PCB及PCBA樣品外觀，尋找裂縫、變色、焊點異常等。

2、電阻測試：測量電路中的電阻值，排查短路和漏電現(xiàn)象。

3、X-Ray透視檢測：檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)隱蔽的連接問題。

4、去除綠油：觀察銅皮和焊盤的連接情況，確認是否存在異常連接。

5、水平研磨觀察：進一步確認內(nèi)部銅線的異常連接。

6、SEM和EDS分析：通過掃描電子顯微鏡和能量色散X射線分析，鑒別污染物成分。

三、 PCBA漏電失效分析案例

以下是廣東省華南檢測技術(shù)有限公司的一個典型的PCBA漏電失效案例分析：

案例背景：某電池保護板在長時間使用過程中會出現(xiàn)異常，電池保護板不能充電，不能放電，功耗大，且使用后三個月內(nèi)不良率達到約定10%。現(xiàn)根據(jù)要求分析其失效原因。

PCBA漏電失效分析方法：

1、外觀檢查

外觀檢查不良PCBA未發(fā)現(xiàn)有明顯外觀異常。

2、電特性測試

用萬用表和370A半導(dǎo)體曲線測試儀測試電池保護板電路，電池保護芯片U1的OD, CS,OC,VDD與VSS之間有漏電，不良品芯片內(nèi)部功耗大，輸出電壓低，MOSFET和其他元件均為正常。

斷開U1與MOSFET連接電路后，再用泰克370A半導(dǎo)體曲線測試儀測試U1和MOSFET的電特性曲線，結(jié)果如下：

3、X-Ray透視檢測

X-ray檢查PCBA內(nèi)部線路和芯片均未見明顯異常。

4、可靠性分析

對#2,#4,5# IC做烘烤后再測試，爐溫為150℃，烘烤時間為4個小時。#2，#5 IC VDD與VSS之間的漏電有恢復(fù)，#4 IC VDD與VSS之間的漏電仍然存在。

5、短路定位分析

用Laser除去#4 IC OC線上面的膠粉，斷開OC線分別測試焊球和線尾兩端漏電。斷開OC線后測試焊球與VSS之間仍有漏電，線尾與VSS之間沒有漏電。

6、學(xué)解封分析

對4# IC進行化學(xué)解封裝分析，芯片表面未見明顯外觀異常，測試其電特性均已恢復(fù)正常。

7、結(jié)果與討論

根據(jù)不良品芯片的漏電存在于芯片表面與封裝膠粉之間。推測因為芯片表面有水汽離子或?qū)щ姰愇锎嬖冢瑢?dǎo)致了芯片在應(yīng)用中出現(xiàn)了漏電不良。

四、 PCBA漏電失效預(yù)防措施

為了預(yù)防PCBA漏電失效，可以采取以下措施：

1、選擇高質(zhì)量的PCB材料：確保材料具有良好的耐CAF能力。

2、優(yōu)化鉆孔工藝：定期更換鉆孔刀頭，合理調(diào)節(jié)鉆孔參數(shù)，提高鉆孔質(zhì)量。

3、設(shè)計優(yōu)化：增加層間絕緣層厚度，合理設(shè)計孔間距。

4、環(huán)境控制：避免濕熱環(huán)境，防止電化學(xué)腐蝕。

5、清潔處理：涂覆三防漆前對PCBA進行局部清洗，去除助焊劑殘留及雜質(zhì)。

6、測試評估：對來料進行耐CAF試驗評估，進行表面絕緣電阻測試及電化學(xué)遷移測試。

五、 結(jié)論

PCBA漏電失效的原因多種多樣，包括PCB板質(zhì)量問題、CAF效應(yīng)、污染、熱損傷和機械應(yīng)力等。通過外觀檢查、電阻測試、X-Ray透視、去綠油觀察和水平研磨等方法，可以有效分析和確定漏電失效的原因。為了預(yù)防漏電失效，應(yīng)選擇高質(zhì)量的PCB材料，優(yōu)化鉆孔工藝，合理設(shè)計，控制環(huán)境條件，并加強清潔處理和測試評估。

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