PCB镀层可靠性和失效分析

随着电子设计朝轻薄方向发展，PCB制造工艺中的高密度集成（HDI）技术使终端产品设计更加小型化，同时满足电子性能和效率的要求。HDI目前广泛应用于手机、数码、汽车电子等产品。HDI盲孔底部裂纹等异常是高密度互连印制电路板可靠性问题之一，其影响因素多，在制造过程中不易被检测出来，业者称之为典型的灰色缺陷，往往到了终端装机后出现质量问题才发现，导致大额的索赔。

 

金鉴实验室具备冷热冲击，回流焊测试等老化测试设备，具有机械研磨，氩离子抛光，FIB离子束等制样手段，扫描电镜/透射电镜，EDS能谱等分析手段。面向PCB板厂，药水厂商等客户，可提供镀层开路、镀层裂纹、镀层空洞、柱状结晶、孔壁分离等失效分析；冷热冲击、回流焊、镀层结晶、镀层覆盖性等可靠性分析。

 

01. 冷热冲击

金鉴实验室针对PCB板冷热冲击测试，并检测电阻变化，对镀层失效部位可通过氩离子抛光或者FIB切割观察镀层间裂缝，镀层开路，孔壁分离等不良缺陷，为PCB板厂工艺改进指明方向。

FIB-SEM观察盲孔镀层冷热冲击后存在盲孔底部裂纹异常

02. 回流焊测试

金鉴实验室回流焊模拟SMT及返工状况，可有效测试镀层的热可靠性，可快速测试镀层是否有结合力不良，镀层开裂等缺陷，并对缺陷进行分析。

无铅回流焊曲线

03. 镀层形貌及结晶

金鉴实验室通过氩离子抛光后，场发射电镜可观察不同镀层的形貌，可直观判断镀铜层是否存在“柱状结晶”等严重影响镀层热可靠性的结晶状态。也可观察不同镀层间是否存在“空洞”、“ 裂纹”等不易监控到的异常。

通孔观察化铜层与电镀层间存在微空洞，电镀层正常结晶

04. 镀层覆盖性

化铜层作为孔内导通最为关键的工艺，其厚度约为0.3-0.5μm，常规背光覆盖性只能定性观察整体覆盖等级，针对出现孔无铜等异常时，经常不能通过背光等级来推断异常来源，如通过机械研磨后观察孔内覆盖性及厚度，化铜层存在损伤，无法准确判定化铜层的状态。金鉴实验室通过氩离子抛光后场发射电镜可观察到化铜层在玻纤、树脂位置的覆盖性，可为PCB厂化铜覆盖差异提供判定依据，也可为药水厂商研发阶段提供参考。

盲孔离子抛光后观察化铜层在树脂部位和玻纤部位的覆盖良好

        ymf