印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件,PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性,對(duì)失效進(jìn)行全面的理化分析,確認(rèn)失效的內(nèi)在機(jī)理,從而有針對(duì)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(cè)試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象,分辨其失效模式和失效機(jī)理,確認(rèn)最終的失效原因,提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議,防止失效的重復(fù)出現(xiàn),提高元器件可靠性。
集成電路復(fù)雜度與性能要求的持續(xù)攀升,疊加設(shè)計(jì)、制造、封裝及應(yīng)用環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險(xiǎn),導(dǎo)致短路、開路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報(bào)廢與系統(tǒng)宕機(jī),更常引發(fā)設(shè)計(jì)方、代工廠、封測(cè)廠與終端用戶間的責(zé)任爭(zhēng)議,帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失與信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)。
高分子材料性能要求持續(xù)提升,而客戶對(duì)高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異,導(dǎo)致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā),常引發(fā)供應(yīng)商與用戶間的責(zé)任糾紛及重大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻,對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而,設(shè)計(jì)缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當(dāng)使用等因素,極易引發(fā)疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過(guò)載變形等典型失效。
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
美信檢測(cè)以海量失效數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)優(yōu)勢(shì),全譜系案例、復(fù)雜場(chǎng)景方案、頭部企業(yè)合作及體系化知識(shí)產(chǎn)權(quán),各展其能。憑借百萬(wàn)級(jí)失效解析積累,精準(zhǔn)洞察本質(zhì),讓檢測(cè)報(bào)告為客戶質(zhì)量升級(jí)提供有力支撐,實(shí)現(xiàn)失效歸零。
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
實(shí)時(shí)更新美信檢測(cè)最新資訊,包括技術(shù)、展會(huì)、活動(dòng)等動(dòng)態(tài)。我們以專業(yè)檢測(cè)為基石,為客戶定制解決方案,從源頭把控質(zhì)量,助力客戶在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,實(shí)現(xiàn)商業(yè)成功。
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
美信檢測(cè)一家具有國(guó)家認(rèn)可資質(zhì)的商業(yè)第三方實(shí)驗(yàn)室 我們專注于為客戶提供檢測(cè)服務(wù)、技術(shù)咨詢服務(wù)和解決方案服務(wù),服務(wù)行業(yè)涉及電子制造、汽車電子、半導(dǎo)體、航空航天材料等領(lǐng)域。
美信檢測(cè)在深圳、蘇州和北京均建有實(shí)驗(yàn)基地,設(shè)立了多學(xué)科檢測(cè)和分析實(shí)驗(yàn)室。公司基于材料科學(xué)工程和電子可靠性工程打造工業(yè)醫(yī)院服務(wù)模式。
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
專業(yè)檢測(cè)網(wǎng)站,數(shù)據(jù)精準(zhǔn)洞察,為投資者筑牢信任基石
沒(méi)有找到您想要的?
立即咨詢專業(yè)工程師為您服務(wù)
起火燒毀?!造成PCB腐蝕性短路真兇竟是它?
發(fā)布時(shí)間: 2025-05-25 00:00
分享至:

某型號(hào)熱敏打印機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下突發(fā)燒毀,起火點(diǎn)位于內(nèi)部主板區(qū)域。更換新設(shè)備后功能恢復(fù),但需查明失效原因。檢查樣品包括燒毀整機(jī)、良品整機(jī)及主板,通過(guò)系統(tǒng)性分析,最終鎖定故障根源為Cl元素引發(fā)的腐蝕性短路,以下是關(guān)鍵分析過(guò)程及結(jié)論。

圖片

1.外觀檢查&X-ray透視

外觀可見燒毀打印機(jī)燒毀非常嚴(yán)重,主板板面尤其是邊緣發(fā)生了明火燃燒,塑料外殼也燃起了明火主板邊緣及塑料外殼存在明火燃燒痕跡,部分元器件(如L1電感、J3 FPC連接器)脫落,+8V4電源網(wǎng)絡(luò)線路斷裂,但FPC只有一側(cè)明顯燒傷。

圖片

圖片

圖片

圖片






圖片

圖片

圖片

PCB無(wú)單一燒穿點(diǎn),整體呈現(xiàn)均勻過(guò)熱現(xiàn)象,排除局部短路導(dǎo)致燒毀的可能。

圖片


3.拆板檢查

燒毀區(qū)域集中于電源回路(VINPUT、INPUT、+8V4及GND網(wǎng)絡(luò)),主板表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的銅箔熔化和PCB板燒毀坑或洞等小區(qū)域嚴(yán)重?zé)龤卣?,主板板面呈現(xiàn)大面積過(guò)熱現(xiàn)象,板邊緣有明火灼燒痕跡。主板背面有長(zhǎng)距離的煙熏痕跡。

燒毀整機(jī)剩余部分上可以觀察到有一處燒毀最為嚴(yán)重,其大致對(duì)應(yīng)+8V4網(wǎng)絡(luò)脫落的部分所在位置。內(nèi)部的透明塑料有明顯的熱影響區(qū),但是未波及區(qū)沒(méi)有煙熏痕跡。

圖片

圖片

圖片

4.供電回路殘存元器件電參數(shù)測(cè)試

電源回路中D1二極管短路,U4芯片開路,其他元件阻抗或壓降表現(xiàn)正常。U3芯片IV曲線正常,但轉(zhuǎn)移到良品板上測(cè)試功能也正常,表明U3本身未損壞。

圖片

圖片

圖片

圖片

5.開封和切片

D1二極管晶圓過(guò)電流燒毀,U4芯片鍵合脫落,L1電感內(nèi)部有過(guò)熱跡象但焊接正常。主板PCB板斷面無(wú)明顯燒毀點(diǎn),但靠近頂層的玻纖燒毀更嚴(yán)重。

圖片

圖片

圖片

6.電源板和良品主板上電測(cè)試

對(duì)打印機(jī)外部的電源板(設(shè)計(jì)供電電流5A)進(jìn)行上電測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其輸出電壓隨著電流增大而降低,當(dāng)輸出電流到5.5A時(shí),輸出電壓下降到11.68V,輸出功率達(dá)到最大64W。取OK#1主板,從C18引腳引出導(dǎo)線連接負(fù)載,上電測(cè)試U3芯片的輸出過(guò)電流保護(hù)能力,發(fā)現(xiàn)當(dāng)U3輸出電壓應(yīng)該是7V,而不是標(biāo)稱的8.4V。當(dāng)輸出電流達(dá)到5.5A時(shí)會(huì)觸發(fā)過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)U3輸出電流達(dá)到5.5A,輸出電壓快速下降,電壓下降到2.8V左右,輸出電流被切斷,以此循環(huán)。

圖片

圖片

7.良品主板模擬試驗(yàn)

因燒毀主板上C19、C16消失不見了,假設(shè)它們存在短路,是否會(huì)引起燒板。在L1將JP1短接后打印機(jī)能否正常工作,此時(shí)若后端發(fā)生短路能否引起燒板。為驗(yàn)證上述假設(shè),設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn):

OK#3主板,短接C19后,上電發(fā)生冒煙后起火,燒毀的元件為U3芯片,與燒毀整機(jī)情況不符。

OK#4主板,短接C16后,上電后未發(fā)生燒毀。電路短路保護(hù)啟動(dòng)。

OK#5主板,移動(dòng)L1到燒毀主板上的位置,上電后指示燈正常亮;之后短接+8V4到GND,再次上電,未發(fā)生燒毀,電源輸出功率最大22.6W,之后下降穩(wěn)定在2.1W,這說(shuō)明電路中短路保護(hù)已經(jīng)啟動(dòng)。

圖片

8.整機(jī)模擬試驗(yàn)

OK整機(jī)#5,取下PTC,用電阻絲代替,并且將電阻絲接地,加電后,大量冒煙,最后電阻絲燒斷前有明火產(chǎn)生,但未持續(xù)燃燒。試驗(yàn)后,拆開檢查,PCB主板背面有煙熏痕跡,煙熏痕跡覆蓋區(qū)域與失效樣品的主板燒毀區(qū)域重合度較好。

圖片

9.燒毀主板PTC引腳處檢查

因此推斷PCB板上最初的冒煙起火點(diǎn)在PCB背面的PTC引腳處。圖30中可見PTC的引腳孔處PCB板有明顯的明火灼燒痕跡。對(duì)燒毀主板PTC引腳孔處進(jìn)行放大檢查。主板背面PTC引腳處發(fā)現(xiàn)有銅綠。銅綠是銅在潮濕的條件下銅、二氧化碳、水、氧氣共同作用下生成的產(chǎn)物。銅綠的生成說(shuō)明此處銅皮發(fā)生了腐蝕。通過(guò)EDS對(duì)該處銅綠進(jìn)行成分測(cè)試,發(fā)現(xiàn)其中含有腐蝕元素Cl和Br,Br元素可能來(lái)自于助焊劑殘留,銅綠臨近區(qū)域也含有,而Cl元素則主要在銅綠處檢測(cè)到。Cl元素的存在加速了銅綠的形成。因此可以推測(cè)PTC引腳處的PCB板應(yīng)該存在含Cl元素的腐蝕性異物,含Cl元素的異物腐蝕了銅皮,導(dǎo)致PTC引腳對(duì)地線的短路燒毀。

圖片

圖片

10.總結(jié)

燒毀的打印機(jī)起火點(diǎn)在主板背面的PTC引腳處,在此處發(fā)現(xiàn)有銅皮腐蝕生成物銅綠,銅綠上檢測(cè)到異常腐蝕元素Cl。

含Cl元素的異物腐蝕了銅皮,導(dǎo)致PTC引腳對(duì)地線的短路燒毀。



本篇文章干貨滿滿,快來(lái)評(píng)論分享你的收獲吧!

我們將于2025年5月30日

抽取3位幸運(yùn)讀者,送出失效分析案例冊(cè)!


圖片


相關(guān)案例
SMT三次回流焊都通過(guò),為何返修卻鼓包?這份報(bào)告鎖定真兇!
在 LED 電源、汽車電子等領(lǐng)域,PCB 鋁基板因出色的散熱性和機(jī)械強(qiáng)度成為核心部件。某產(chǎn)線按標(biāo)準(zhǔn)流程生產(chǎn)時(shí),鋁基板經(jīng)過(guò)三次回流焊考驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)標(biāo),良率穩(wěn)定在預(yù)期范圍,未出現(xiàn)任何異常??扇f(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到,當(dāng)部分產(chǎn)品進(jìn)入返修環(huán)節(jié)(需二次高溫處理)時(shí),局部鼓包問(wèn)題突然爆發(fā)?。?!
SMT產(chǎn)線良率突降5%,AOI卻抓不到異常?元兇竟是焊點(diǎn)里的“隱形枕頭”
某SMT產(chǎn)線近期出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集板信號(hào)輸出異常,不良率上升約5%。初步排查均指向板上關(guān)鍵BGA芯片功能失常,故障現(xiàn)象清晰,但修復(fù)無(wú)從下手。
ENIG 焊盤陷阱!SMT 后 LED 頻繁掉件,AOI 都查不出的隱形殺手竟是它
某 LED 燈條產(chǎn)線采用行業(yè)主流的 ENIG(化學(xué)鍍鎳金)FPC 焊盤處理工藝,SMT 制程完成后,卻出現(xiàn)了棘手的批量失效:LED 焊點(diǎn)稍受外力就剝離、掉件,直接導(dǎo)致產(chǎn)線良率從 98% 驟降至 90%,不僅增加了返工成本,更讓即將交付的訂單陷入停滯。
告別盲目測(cè)試!5步鎖定PCBA三防漆分層真相!
在電子設(shè)備制造中,PCBA(印制電路板組件)的三防處理(防腐蝕、防潮濕、防霉菌)是保障產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的核心工序。
致命枝晶背后:一場(chǎng)由“助焊劑殘留”引發(fā)的PCBA失效分析
數(shù)字智能與通信技術(shù)正飛速前行,而這些創(chuàng)新都建立在穩(wěn)定、可靠的硬件基礎(chǔ)之上。其中,作為關(guān)鍵物理載體的印制電路板組件(PCBA),其健康與可靠性更是一個(gè)至關(guān)重要且不容有失的工程命題。哪怕是一次微小的焊點(diǎn)短路,也足以讓最先進(jìn)的系統(tǒng)陷入停滯。
焊接焊點(diǎn)脫落或裂紋?!很可能是IMC“搗的鬼”!
在電子制造行業(yè)中,“焊接”是一個(gè)繞不開的關(guān)鍵工藝。隨著環(huán)保要求的提高,無(wú)鉛焊料逐漸取代了傳統(tǒng)的錫鉛焊料。然而,無(wú)鉛焊接也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn),其中之一就是金屬間化合物(IMC) 的形成與生長(zhǎng)問(wèn)題。
在線客服
業(yè)務(wù)咨詢
免費(fèi)咨詢
報(bào)告查詢
回到頂部
聯(lián)系我們
  • *姓名:
  • *聯(lián)系電話:
  • *郵箱:
  • *公司/單位/學(xué)校:
  • *所在地區(qū):
  • *留言信息: