掃描電鏡在實(shí)驗(yàn)室PCB失效分析中的應(yīng)用 發(fā)布日期：2021-10-26 13:29:03 文章來源：萊雷科技
PCB失效的原因越來越多。過去似乎很難發(fā)現(xiàn)的問題現(xiàn)在可以通過掃描電子顯微鏡和能譜（SEM&EDS）進(jìn)行分析。本文介紹了SEM&EDs在PCB生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的三個(gè)經(jīng)典案例，并介紹了該技術(shù)在實(shí)際問題解決過程中的關(guān)鍵作用。
PCB生產(chǎn)過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題。在掃描電鏡和能譜儀（SEM&EDS）出現(xiàn)之前，由于技術(shù)限制，很難找到一些問題的真正原因，這給PCB失效分析和后續(xù)預(yù)防此類問題帶來了很大困難。根據(jù)我們解決此類問題的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文將介紹三個(gè)經(jīng)典案例，供您參考和討論。
掃描電鏡在PCB失效分析中的應(yīng)用
在生產(chǎn)化學(xué)鎳金的過程中，我公司的一位客戶發(fā)現(xiàn)少量鎳金無法沉入孔中。經(jīng)我司工程師現(xiàn)場(chǎng)跟蹤處理后，預(yù)處理的改進(jìn)無效果。金相顯微鏡切片分析表明，銅暴露在適當(dāng)位置，根本找不到問題的根本原因。我們研發(fā)中心的掃描電鏡和能量色散光譜（SEM和EDS）分析如下：
ZAF方法無標(biāo)準(zhǔn)定量分析
擬合系數(shù)：0.1886
元素（keV）質(zhì)量%錯(cuò)誤%Atom%復(fù)合質(zhì)量%CationK
PCB生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不干凈的脫錫現(xiàn)象。它對(duì)普通的噴錫（HAL）表面處理板沒有很大的影響，但對(duì)化學(xué)鎳金板是致命的。脫錫后檢查脫錫是否干凈是一個(gè)不容忽視的過程。
我公司一位客戶的化學(xué)鎳金板在貼片時(shí)被客戶整批退回。原因是貼片后發(fā)現(xiàn)一批板材孔壁分離，導(dǎo)致整批退貨。
經(jīng)分析，該批板材在SMT前后部分孔與孔壁分離，消除了客戶在SMT過程中的影響因素。
以下是SMT貼片客戶提供的掃描電鏡照片：
應(yīng)注意孔壁上有粘附物，導(dǎo)致孔銅與孔壁分離。從分布上看，污染物呈點(diǎn)狀和平面狀分布。因此，從切片圖片中，只能確定板材在鉆井或PTH過程中受到外來污染，但有什么能力？在我們研發(fā)中心的掃描電鏡和能量色散光譜（SEM和EDS）分析下。
請(qǐng)參見以下分析報(bào)告：
ZAF方法無標(biāo)準(zhǔn)定量分析
擬合系數(shù)：0.1945
元素（keV）質(zhì)量%錯(cuò)誤%Atom%復(fù)合質(zhì)量%CationK
如何有效防止鋁板蓋板中的鋁因操作不當(dāng)而被帶入孔壁并通過鉆嘴留在孔內(nèi)？大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，當(dāng)鉆機(jī)參數(shù)正常，集塵真空度達(dá)不到要求時(shí)，發(fā)生概率較大。因此，保證鉆孔室除塵的真空度，可以有效防止鋁板蓋板中的鋁進(jìn)入孔壁并通過鉆孔噴嘴殘留，是解決這一問題的有效方法。
根據(jù)我們公司一位客戶的反饋，我們的化學(xué)鎳金藥劑生產(chǎn)的一些板材焊接性較差。接到問題后，我們的客服工程師立即趕到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)在線的兩小批單板都出現(xiàn)了這種現(xiàn)象，其他單板都正常。因此，取焊接性差的板材，在掃描電鏡微鏡下觀察。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，金表面有凹坑，板表面有類似的白色凹坑，無化學(xué)鎳金。因此，工程師懷疑是來料問題，但無法判斷原因。通過我們研發(fā)中心的掃描電鏡和能譜（SEM和EDS）分析，問題浮出水面：
從以上數(shù)據(jù)分析不難發(fā)現(xiàn)，該問題主要是由于異物粘附在電路板表面所致。根據(jù)當(dāng)天的防焊生產(chǎn)記錄和生產(chǎn)情況，防焊車間在開工前兩個(gè)小時(shí)已停水，由于急于趕超板材，開發(fā)商被迫在無水的情況下生產(chǎn)了幾塊板材。顯影劑被洗臟，導(dǎo)致顯影劑粘附在板表面，導(dǎo)致焊接性差。從上述EDS分析還可以確認(rèn)，表面點(diǎn)蝕晶體主要為碳酸鈉。
為了解決這一問題，PCB工廠必須避免在異常情況下生產(chǎn)，特別是在供水中斷的情況下，并且不要因?yàn)橼s超線路板而繼續(xù)生產(chǎn)，以避免不必要的損失。它的問題也是由操作問題引起的。
