无铅PCB焊接失效模式与MATLAB实现的Prony方法

"PCB无铅焊接的主要失效模式-基于matlab的prony方法实现" 在电子制造领域，无铅焊接已经成为行业标准，但这也带来了许多新的挑战和失效模式。标题提到的“PCB无铅焊接的主要失效模式”是指在采用无铅焊料进行PCB组装时遇到的问题。无铅焊接的引入是为了满足环保要求，减少含铅物质对环境的影响，但这种变化也导致了工艺复杂性和质量控制难度的增加。 描述中提到了两个主要的挑战： 1. **无铅化带来的挑战**： - **高热容**：无铅焊料通常有更高的熔点，需要更长的加热时间和更大的能量输入，这可能导致PCB组件因高温和长时间热暴露而受损。 - **小窗口**：工艺窗口变小意味着工艺参数的容差更小，控制难度增大，可能导致焊接质量不稳定。 - **低润湿性**：无铅焊料的润湿性较弱，使得焊接过程中焊料与PCB表面的金属之间的结合力下降，可能影响焊接质量和长期可靠性。 2. **无卤化带来的挑战**： - **电气性能**：无卤素材料可能会导致更高的表面绝缘电阻（SIR）、导电聚合物堆积（CAF）和介电性能变化，影响电路的稳定性和安全性。 - **硬度脆度增加**：无卤材料可能更硬且更脆，使得在加工和组装过程中更容易产生裂纹和破损。 - **剥离强度**：可能导致层间分层和剥离问题的增加，影响PCB的结构完整性。 PCB无铅焊接的典型缺陷包括： - **焊接不良**：焊点未完全形成或者连接不牢固，可能由于润湿性差、温度控制不当等原因造成。 - **爆板（分层或起泡）**：内部层间的分离或气泡形成，可能由热应力、湿气吸收或材料不兼容引起。 - **漏电**：由于绝缘性能下降，导致电流泄漏，可能源于材料降解或制造缺陷。 - **过孔不良**：孔铜断裂或连接不良，可能与焊接温度、时间或预热不足有关。 - **腐蚀（氧化变色）**：焊点或PCB表面被氧化，影响导电性和可靠性。 失效分析是找出这些失效模式的根本原因的过程。基本流程包括失效定位、失效机理分析和失效原因分析，涉及多种技术如外观检查、X射线透视、电学测试等。失效分析报告应清晰、逻辑严密、条理分明。 失效分析技术涵盖广泛，如： - **外观检查**用于初步识别失效部位和模式。 - **X射线透视检查**揭示内部结构的缺陷。 - **电学测试**评估电路功能是否正常。 - **扫描超声显微镜检查**检查微小缺陷。 - **红外热相分析**发现热相关问题。 - **红外显微镜分析**分析材料成分。 - **扫描电镜分析及能谱分析**用于微观结构和元素分析。 - **金相切片分析**观察材料内部结构。 - **染色与渗透检测**揭示裂缝和裂纹。 - **热分析技术**研究材料的热稳定性。 - **聚焦离子束分析**和**二次离子质谱分析**用于高精度的材料分析。 - **失效复现/验证**确保分析结果的准确性。 此外，演讲者贺光辉介绍了中国赛宝实验室（Ceprei），该实验室是电子产品质量和可靠性的权威研究机构，提供全面的服务，包括失效分析、测试、认证以及环保技术咨询服务。 影响PCBA质量的因素包括元器件适应性、PCB工艺适应性、制造工艺和其他过程，每个环节都至关重要。PCB作为核心组成部分，其质量直接影响到整个电子产品的性能和可靠性。因此，理解并解决无铅焊接带来的挑战，以及熟练运用失效分析技术，对于提高PCBA的制造质量具有重要意义。