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PCBA漏電失效分析（有案例分享）

PCBA（Printed Circuit Board Assembly）是電子設備中的核心組件，包含了PCB（Printed Circuit Board）和各種電子元件。PCBA漏電失效是指在使用過程中，電路板出現非正常的電流泄漏現象，導致設備功能異常或損壞。廣東省華南檢測技術有限公司將對PCBA漏電失效的原因、分析方法及預防措施進行詳細探討。

一、PCBA漏電失效原因

PCBA漏電失效的原因多種多樣，主要包括以下幾方面：

1、PCB板質量問題：內部銅線異常搭接于焊盤位置，導致漏電和短路現象。

2、CAF效應（導電陽極絲）：玻纖與樹脂間縫隙在濕熱條件下，銅發生水解反應并遷移，形成導電路徑。

3、污染：助焊劑殘留、指紋、塵土等污染物在潮濕環境下導電，導致漏電。

4、熱損傷：過高電壓或外部熱源導致元件過熱，絕緣材料碳化變黑，降低絕緣性能。

5、機械應力：彎曲、扭曲應力導致元件損壞，焊點開裂。

二、PCBA漏電失效分析方法

PCBA漏電失效分析通常采用以下方法：

1、外觀檢查：檢查PCB及PCBA樣品外觀，尋找裂縫、變色、焊點異常等。

2、電阻測試：測量電路中的電阻值，排查短路和漏電現象。

3、X-Ray透視檢測：檢查內部結構，發現隱蔽的連接問題。

4、去除綠油：觀察銅皮和焊盤的連接情況，確認是否存在異常連接。

5、水平研磨觀察：進一步確認內部銅線的異常連接。

6、SEM和EDS分析：通過掃描電子顯微鏡和能量色散X射線分析，鑒別污染物成分。

三、 PCBA漏電失效分析案例

以下是廣東省華南檢測技術有限公司的一個典型的PCBA漏電失效案例分析：

案例背景：某電池保護板在長時間使用過程中會出現異常，電池保護板不能充電，不能放電，功耗大，且使用后三個月內不良率達到約定10%。現根據要求分析其失效原因。

PCBA漏電失效分析方法：

1、外觀檢查

外觀檢查不良PCBA未發現有明顯外觀異常。

2、電特性測試

用萬用表和370A半導體曲線測試儀測試電池保護板電路，電池保護芯片U1的OD, CS,OC,VDD與VSS之間有漏電，不良品芯片內部功耗大，輸出電壓低，MOSFET和其他元件均為正常。

斷開U1與MOSFET連接電路后，再用泰克370A半導體曲線測試儀測試U1和MOSFET的電特性曲線，結果如下：

3、X-Ray透視檢測

X-ray檢查PCBA內部線路和芯片均未見明顯異常。

4、可靠性分析

對#2,#4,5# IC做烘烤后再測試，爐溫為150℃，烘烤時間為4個小時。#2，#5 IC VDD與VSS之間的漏電有恢復，#4 IC VDD與VSS之間的漏電仍然存在。

5、短路定位分析

用Laser除去#4 IC OC線上面的膠粉，斷開OC線分別測試焊球和線尾兩端漏電。斷開OC線后測試焊球與VSS之間仍有漏電，線尾與VSS之間沒有漏電。

6、學解封分析

對4# IC進行化學解封裝分析，芯片表面未見明顯外觀異常，測試其電特性均已恢復正常。

7、結果與討論

根據不良品芯片的漏電存在于芯片表面與封裝膠粉之間。推測因為芯片表面有水汽離子或導電異物存在，導致了芯片在應用中出現了漏電不良。

四、 PCBA漏電失效預防措施

為了預防PCBA漏電失效，可以采取以下措施：

1、選擇高質量的PCB材料：確保材料具有良好的耐CAF能力。

2、優化鉆孔工藝：定期更換鉆孔刀頭，合理調節鉆孔參數，提高鉆孔質量。

3、設計優化：增加層間絕緣層厚度，合理設計孔間距。

4、環境控制：避免濕熱環境，防止電化學腐蝕。

5、清潔處理：涂覆三防漆前對PCBA進行局部清洗，去除助焊劑殘留及雜質。

6、測試評估：對來料進行耐CAF試驗評估，進行表面絕緣電阻測試及電化學遷移測試。

五、 結論

PCBA漏電失效的原因多種多樣，包括PCB板質量問題、CAF效應、污染、熱損傷和機械應力等。通過外觀檢查、電阻測試、X-Ray透視、去綠油觀察和水平研磨等方法，可以有效分析和確定漏電失效的原因。為了預防漏電失效，應選擇高質量的PCB材料，優化鉆孔工藝，合理設計，控制環境條件，并加強清潔處理和測試評估。

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