印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產品的可靠性。為了保證和提高電子產品的質量和可靠性，對失效進行全面的理化分析，確認失效的內在機理，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和分析程序確認電子元器件的失效現象，分辨其失效模式和失效機理，確認最終的失效原因，提出改進設計和制造工藝的建議，防止失效的重復出現，提高元器件可靠性。
集成電路復雜度與性能要求的持續攀升，疊加設計、制造、封裝及應用環節的潛在風險，導致短路、開路、漏電、燒毀、參數漂移等關鍵失效模式頻發。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統宕機，更常引發設計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責任爭議，帶來重大經濟損失與信譽風險。
高分子材料性能要求持續提升，而客戶對高要求產品及工藝的理解差異，導致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發，常引發供應商與用戶間的責任糾紛及重大經濟損失。
金屬構件服役環境日益苛刻，對材料性能和結構可靠性提出更高要求。然而，設計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當使用等因素，極易引發疲勞斷裂、應力腐蝕開裂、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？
發布時間： 2025-06-19 00:00
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鋁基板作為一種具備優異散熱性能的金屬基覆銅板，在LED照明產品中應用廣泛。其典型結構由三層組成：電路層（銅箔）、絕緣層以及金屬基層。提高鋁基板可靠性，可保障產品質量、降低成本、提升品牌形象，對電子行業發展和用戶安全意義重大。


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然而，近期在生產過程中發現，某批次鋁基板在經過三次回流焊后雖無異常，但在返修階段卻出現了局部鼓包現象。本文將詳細闡述這一問題的分析過程，并提出相應的改善措施。

1.外觀分析

NG樣品多個位置發現鼓包異?，F象，鼓包異常主要發生在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失效現象與NG1一致。

OK1截面分析顯示：基板結構為鋁基板+鋁基板陽極氧化層+絕緣層+銅層+白油層；各層界面結構良好，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，剝離兩側脫落界面完整，鋁基板側幾乎無絕緣層殘留，說明絕緣層與鋁基板結合存在異常。經EDS分析，鋁基板側界面含Al、O、C、S元素，絕緣層側界面含有C、Al、O 元素，未發現異常元素存在，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合良好；經EDS分析，鋁基板側界面含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.熱應力測試

未烘烤樣品：經過三次漂錫試驗后，不良品NG批次PCB出現異常鼓包，現象與不良失效品一致，切片顯示鼓包分層發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合未見異常。

烘烤后樣品：經過三次漂錫試驗后，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合未見異常。

綜上所述，光板不良品NG批次出現鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關。

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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，分層界面未發現異常元素存在，故排除界面存在污染；熱應力分析結果，證明PCB鼓包與板材受潮直接相關；紅外光譜分析結果，說明絕緣層固化良好；故不良品出現鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關。

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合狀態，返修高溫時，內應力增加，最終導致界面脫開而出現鼓包分層異常。


綜上所述，鋁基板返修過程出現局部鼓包異常的原因與PCB受潮直接相關。

建議：返修前進行預烘烤處理。


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