PCB失效分析案例及方法（二）

裂紋產生的機理：由于熱脹冷縮原理，PCB板在回流焊和波峰焊時受高溫膨脹，由于PCB板材的選擇與表面處理工藝不匹配，板材便會給孔環一個向上的應力，將孔環向上頂起，造成孔環發生向兩邊翹起的形變，導致孔環出現裂紋。

改善方案：①更換CTE更小的板材；②更換表面處理工藝。

③ PTH孔電化學腐蝕失效

2017年，某型號的8層PCB板，客戶反饋該整機產品在海面及沿海地區使用3年后，出現視頻信號不通的現象，在信號異常網絡的PTH孔孔口位置有黑色異物殘留 ，需查找根因，定位失效點。

對異物覆蓋的PTH孔進行分析發現，塞孔的孔口位置處，阻焊與孔銅之間有明顯裂縫，且裂縫位置處的孔銅已被腐蝕，部分孔銅缺失。

同時，對比PCB上無異物覆蓋的正常PTH孔，發現正常孔內阻焊與孔壁結合良好，無裂縫，孔銅未被腐蝕，信號導通良好。

根據研究表明，在沿海高鹽、高濕的環境中，物體表面會形成薄薄的一層水膜，且當相對濕度在65％－80％的空氣中，物體上的水膜厚度為0．001～0．1μm，在PCB帶電工作時，水膜與孔銅等共同構成了電解槽，發生電化學反應，最終生成黑色腐蝕物，如下圖：

結論：當阻焊塞孔不飽滿或阻焊塞孔有裂紋時，未被阻焊完好覆蓋的PTH孔孔銅會形成電解池，發生電化學反應，孔銅被腐蝕，對PCB可靠性將帶來嚴重的風險。

改善方案：提升塞孔的飽滿度，提高塞孔的質量。