掃描電鏡在實驗室PCB失效分析中的應用 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)的三個經(jīng)典案例，并介紹了該技術(shù)在實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踐經(jīng)驗，本文將介紹三個經(jīng)典案例，供您參考和討論。
掃描電鏡在PCB失效分析中的應用
在生產(chǎn)化學鎳金的過程中，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)場跟蹤處理后，預處理的改進無效果。金相顯微鏡切片分析表明，銅暴露在適當位置，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方法無標準定量分析
擬合系數(shù)：0.1886
元素（keV）質(zhì)量%錯誤%Atom%復合質(zhì)量%CationK
PCB生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)不干凈的脫錫現(xiàn)象。它對普通的噴錫（HAL）表面處理板沒有很大的影響，但對化學鎳金板是致命的。脫錫后檢查脫錫是否干凈是一個不容忽視的過程。
我公司一位客戶的化學鎳金板在貼片時被客戶整批退回。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：
應注意孔壁上有粘附物，導致孔銅與孔壁分離。從分布上看，污染物呈點狀和平面狀分布。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。
請參見以下分析報告：
ZAF方法無標準定量分析
擬合系數(shù)：0.1945
元素（keV）質(zhì)量%錯誤%Atom%復合質(zhì)量%CationK
如何有效防止鋁板蓋板中的鋁因操作不當而被帶入孔壁并通過鉆嘴留在孔內(nèi)？大量現(xiàn)場試驗證明，當鉆機參數(shù)正常，集塵真空度達不到要求時，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，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小時已停水，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，導致顯影劑粘附在板表面，導致焊接性差。從上述EDS分析還可以確認，表面點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，并且不要因為趕超線路板而繼續(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。
