PCB失效分析

【关键词】油墨、PCB油墨起泡、SEM观察、 EDS成分分析、附着力测试

【摘要】某PCB产品SMT上件后出现油墨起泡现象，通过表面EDS分析，断面金相观察，断面SEM&EDS分析，耐酸、耐碱、耐溶剂测试等手段查找失效原因。对油墨起泡位置进行断面分析发现油墨起泡的位置有异物残留，与油墨成份不同。推测导致油墨起泡分离可能是因为在油墨印刷前，有异物附着在铜面上（其中一个位置有氧化锡残留），在后续组装或使用环境的影响，油墨出现了分层起泡。

1、案例背景

失效样品为某型号单面贴片PCBA板，该PCB板经过一次波峰焊后，发现PCB油墨起泡现象，样品的失效率大概在百分之三左右。

2、分析方法简述

2.1表面观察

通过对油墨剥离的铜面进行金相观察（图1），发现铜面上有颜色差。

                         图1油墨剥离的铜面位置金相观察

2.2 油墨剥离的铜面位置EDS分析

对油墨剥离的铜面颜色异常处进行EDS分析，发现有Cl元素。

                          图2油墨剥离的铜面位置EDS分析 

2.3油墨起泡位置断面金相观察

油墨起泡位置断面金相观察(图3)，发现油墨层与铜面层交接区起泡分离。

                      图3油墨起泡位置断面金相观察

2.4油墨起泡位置断面SEM观察

油墨起泡位置断面SEM观察(图4)，发现油墨起泡的位置有异物残留。

                        图4油墨起泡位置断面SEM观察

2.5油墨起泡位置断面EDS分析

对异物进行EDS元素分析(图5)，有Ca、Br、Sn、Pb等元素；与油墨成份不同。

                      图5油墨起泡位置断面EDS分析

2.6耐酸试验

非油墨起泡位置进行耐酸试验(图6)，未发现油墨剥离现象。

                      图6耐酸试验（非起泡位置）

2.7耐碱试验

非油墨起泡位置进行耐碱试验(图7)，未发现油墨剥离现象。

                     图7耐酸试验（非起泡位置）

2.8 耐溶剂试验

非油墨起泡位置进行耐溶剂试验(图8)，未发现油墨剥离现象。

                   图8耐溶剂试验（非起泡位置）

4、结论

推测导致油墨起泡分离可能是因为在油墨印刷前，有异物附着在铜面上（其中一个位置有氧化锡残留），在后续组装或使用环境的影响，油墨出现了分层起泡。

5、建议

寻找铜面上异物来源，油墨印刷前清除铜面上异物。