PCB可靠性缺陷分析及相关标准课件.ppt

PCB可靠性缺陷分析及相关标准,整理：孙奕明审核：马学辉,1,共127页,PCB可靠性缺陷分析及相关标准 整理：孙奕明审核：马学辉,前言：,可靠性问题因其潜伏性及隐蔽性比较深，一但出现将造成批量性或致命性问题；公司一直以来都做为重点的品质管理对象；收集、整理可靠性缺陷、造成原因及相关标准以求大家可以共同探讨； 感谢各单位在可靠性问题方面所做的努力。,2,前言：可靠性问题因其潜伏性及隐蔽性比较深，一但出现将造,内容：,一、 棕（黑）化二、 层压三、 机械钻孔四、 激光钻孔五、 PTH六 电镀七、 蚀刻八、 填孔九、 感光十、 沉金十一、 沉锡十二、 沉银十三、 其他,3,内容：一、 棕（黑）化3,一、棕（黑）化,1）爆板：,原因：棕（黑）化不良 热冲击后大铜面处出现分层标准：不允许,4,一、棕（黑）化1）爆板：原因：棕（黑）化不良 热冲击后大铜面,2）离子污染超标：,一、棕（黑）化,原因：清洗不干净或环境污染（如裸手接板、脏污隔板纸等）标准：离子污染控制值6.5ugNaCL/inch2,5,2）离子污染超标：一、棕（黑）化原因：清洗不干净或环境污染（,二、层压,1）分层：,原因：层压时抽真空效果差或B片受潮标准：具体见空洞标准,6,二、层压1）分层：原因：层压时抽真空效果差或B片受潮6,二、层压,2）空洞：,原因：层压时抽真空效果差；标准：,7,二、层压2）空洞：原因：层压时抽真空效果差；7,二、层压,3）层间错位：,原因：内层定位孔冲偏，或放大系数不匹配，或层压滑板；标准：一般控制在mil（主要是看内层环宽及内层隔离环宽）,8,二、层压3）层间错位：原因：内层定位孔冲偏，或放大系数不匹配,二、层压,4）固化度不足：现象： 1）板件容易变形； 2）易爆板； 3）钻孔时钻污很多，易造成孔壁粗糙度超标； 4）因钻污多，凹蚀时不容易去除，易造成孔壁与内 层连接不良。原因：料温异常或层压曲线与B片不匹配；标准：Tg3,9,二、层压4）固化度不足：9,三、机械钻孔,1）孔内纤维丝：,原因：钻咀侧刃不锋利；标准：不影响孔径及不影响孔铜厚度及质量,10,三、机械钻孔1）孔内纤维丝：原因：钻咀侧刃不锋利；10,三、机械钻孔,2）钻偏：,成因：钻孔时零位漂移、钻机压脚没有压紧或钻孔补偿不匹配等；标准：最小内层焊盘1mil或满足客户要求,11,三、机械钻孔2）钻偏：成因：钻孔时零位漂移、钻机压脚没有压紧,3）内层环宽：,三、机械钻孔,原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不匹配；标准：最小的环宽0.025mm 或满足客户要求,12,3）内层环宽：三、机械钻孔原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不匹,）内层隔离环宽,三、机械钻孔,原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不匹配；标准：最小的隔离环宽0.mm,13,）内层隔离环宽三、机械钻孔原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不,）内层焊盘脱落,三、机械钻孔,原因：内层焊盘比较小，钻孔时被拉脱；（此问题在公司第一次出现，当时刚开始还以为是孔壁粗糙度超标标准：最小的环宽不小于0.mm,14,）内层焊盘脱落三、机械钻孔原因：内层焊盘比较小，钻孔时被拉,）孔壁粗糙度超标：,三、机械钻孔,粗糙度超差,成因：钻孔参数异常或钻嘴不锋利；标准：孔壁粗糙度30um或满足客户要求,15,）孔壁粗糙度超标：三、机械钻孔粗糙度超差成因：钻孔参数异常,三、机械钻孔,）孔壁粗糙度超标：,轻微的撞破,成因：钻嘴侧锋崩缺；标准：孔壁粗糙度30um或满足客户要求,16,三、机械钻孔）孔壁粗糙度超标：轻微的撞破 成因：钻嘴侧锋崩,）钉头：,三、机械钻孔,原因：除与钻针尖部的刃角损耗有密切关系外，也与钻针的偏转（Run Out)或摇摆（Wobble)有关；标准：钉头宽度不可超过铜箔厚度的2倍,17,）钉头：三、机械钻孔原因：除与钻针尖部的刃角损耗有密切,）披锋：,三、机械钻孔,原因：与钻孔钻给速度及垫板有比较大的关系；标准：不影响外观及孔铜连接,18,）披锋：三、机械钻孔原因：与钻孔钻给速度及垫板有比较大的关,）芯吸：,三、机械钻孔,原因：钻孔动作进给速度过大，或钻嘴破损不够锋利以致拉松拉大玻织纱束；或本身B片纤维束有缺口，过于疏松；过度除钻污使玻织纱束的树脂被溶掉而造成；标准：对于芯吸作用(B)没有减少导线间距使之小于采购文件规 定的最小值 ，芯吸作用(A)没有超过80mm3.150min,19,）芯吸：三、机械钻孔原因：钻孔动作进给速度过大，或钻嘴破损,四、激光钻孔,1）钻不透：,原因：能量异常；标准：不允许,20,四、激光钻孔1）钻不透：原因：能量异常；20,2）盲孔上下孔径比超标：,四、激光钻孔,原因：能量异常；标准： 1. A=标称孔径20% 2. 70%B/A90% 3. a0.010 mm (undercut) 4. 90 5. 孔壁粗糙度12.5um,21,2）盲孔上下孔径比超标：四、激光钻孔原因：能量异常；21,3）孔壁粗糙度超标：,原因：能量异常或材料与能量不匹配；标准：孔壁粗糙度12.5um,四、激光钻孔,22,3）孔壁粗糙度超标：原因：能量异常或材料与能量不匹配；四、激,4）激光窗开偏或内层错位：,四、激光钻孔,原因：激光窗开偏或内层错位；标准：不允许,23,4）激光窗开偏或内层错位：四、激光钻孔原因：激光窗开偏或内层,5）undercut过大：,四、激光钻孔,原因：能量异常标准： undercut 0.010 mm,24,5）undercut过大：四、激光钻孔原因：能量异常24,五、PTH,1）背光不足：,原因：沉铜药水异常标准：背光要求8级,25,五、PTH1）背光不足：原因：沉铜药水异常25,五、PTH,2）沉铜不良（孔内无铜）,原因：沉铜药水异常（特别是活化不足）标准：不允许,26,五、PTH2）沉铜不良（孔内无铜）原因：沉铜药水异常（特别是,3）凹蚀过度：,五、PTH,原因：凹蚀药水失控或时间过长标准： 1）正凹蚀过蚀深度介于0.005mm与0.08mm之间； 2）负凹蚀/欠蚀深度0.013mm,27,3）凹蚀过度：五、PTH原因：凹蚀药水失控或时间过长27,五、PTH,4）凹蚀不足：,原因：凹蚀药水失控或时间过短标准：不允许出现空洞或连接不良,28,五、PTH4）凹蚀不足：原因：凹蚀药水失控或时间过短28,五、PTH,5）ICD,原因：凹蚀药水失控或时间过短、材料膨胀异常标准：不允许,29,五、PTH5）ICD原因：凹蚀药水失控或时间过短、材料膨胀异,六、电镀,）孔壁铜厚不足,标准,原因：电镀参数不当或接触不良标准：见右表,30,六、电镀）孔壁铜厚不足镀层1级2级3级表面及孔铜(平均最小,六、电镀,）孔壁铜厚测试方法,镀层厚度和质量的评估可通过微切片进行切片必须至少包含3个孔径最小的镀通孔；放大倍数至少100X，仲裁检验应在 200 倍土 5% 的放大倍率下进行；至少测量3个孔的镀层厚度或铜壁厚度，；在镀通孔每侧壁上大约等距离选取三个测试点，计算其平均值作为评估值；测量镀层厚度作为评估值时，不可在节瘤、空洞、裂缝地方测量；孤立的厚或薄截面不应用于平均；由于玻璃纤维突出引起孤立的铜厚度减薄 ,从突出末端量至孔壁时, 应符合最小厚度要求；如在孤立区域发现铜厚度规定的最小厚度要求 , 应作为一个空洞并从同一 检查批中重新抽样,31,六、电镀）孔壁铜厚测试方法镀层厚度和质量的评估可通过微切片,六、电镀,）深镀能力不足：现象：孔口出现狗骨现象；原因：光剂与整平剂不匹配；测试方法：,32,六、电镀）深镀能力不足：32,）叠镀,原因：1)孔壁粗糙度太大.2)沉铜效果不好，没有将孔壁覆盖完全.3)电镀缸光剂/整平剂比例失调.4)电镀缸氯离子浓度过高.5)电镀参数设定不当标准：不允许,六、电镀,33,）叠镀原因：六、电镀33,）电镀杂物,六、电镀,原因：槽液中各种浮游固体粒子常会著落而成镀瘤标准：不允许,34,）电镀杂物六、电镀原因：槽液中各种浮游固体粒子常会著落而成,6）镀层烧焦,六、电镀,原因：电流异常或光剂含量不足标准：不允许,35,6）镀层烧焦六、电镀原因：电流异常或光剂含量不足35,7）镀层粗糙,六、电镀,原因：电镀电流过大、整平剂添加异常或添加剂搭配不当标准：不允许,36,7）镀层粗糙六、电镀原因：电镀电流过大、整平剂添加异常或添加,六、电镀,8）热冲击后孔拐角断裂：,原因：镀层疏松、锡炉含铜量超标蚀铜、或磨板过度标准：不允许,37,六、电镀8）热冲击后孔拐角断裂：原因：镀层疏松、锡炉含铜量超,六、电镀,9）镀层疏松（热冲击后断裂）：,原因：光剂含量严重超标标准：不允许,38,六、电镀9）镀层疏松（热冲击后断裂）：38,六、电镀,10）镀层剥离：,原因：图形电镀时除油不良，致使图形电镀层与平板层结合力差标准：不允许,39,六、电镀10）镀层剥离：原因：图形电镀时除油不良，致使图形电,六、电镀,11）镀层延展性不良,现象：高低温循环后出现镀层断裂原因：电镀添加剂配比异常或材料膨胀系数异常标准：不允许,40,六、电镀11）镀层延展性不良现象：高低温循环后出现镀层断裂4,六、电镀,12）电镀填孔不满,原因：电镀药水或电流设计异常标准：不允许,41,六、电镀12）电镀填孔不满原因：电镀药水或电流设计异常41,六、电镀,13）吹气孔,原因：镀层薄或有点状孔内无铜标准：不允许,42,六、电镀13）吹气孔原因：镀层薄或有点状孔内无铜42,六、电镀,14）孔内无铜（干膜余胶）：,现象：孔无铜集中在孔口原因：干膜余胶标准：不允许,43,六、电镀14）孔内无铜（干膜余胶）：现象：孔无铜集中在孔口4,六、电镀,15）孔内无铜（镀锡不良）,现象：图形电镀层没有包住平板电镀层，有点象刀切原因：镀锡有气泡标准：不允许,44,六、电镀15）孔内无铜（镀锡不良）现象：图形电镀层没有包住平,六、电镀,16）孔内无铜（微蚀过镀）,现象：整体孔无铜，特别是在大孔径的PTH孔原因：板件没有经过平板电镀或图形电镀微蚀异常标准：不允许,45,六、电镀16）孔内无铜（微蚀过镀）现象：整体孔无铜，特别是在,六、电镀,17）盲孔无铜,现象：铜层在盲孔中逐渐减少原因：干膜盖孔破损（公司第一次出现主要是单边曝光能量异常）标准：不允许,46,六、电镀17）盲孔无铜现象：铜层在盲孔中逐渐减少46,六、电镀,18）楔形空洞(Wedge Void),现象：孔内无铜发生在内层铜与B片结合处原因：棕（黑）化不良或钻孔异常标准：不允许,47,六、电镀18）楔形空洞(Wedge Void) 现象：孔内无,六、电镀,19）镀层裂纹（现象）,48,六、电镀19）镀层裂纹（现象）48,六、电镀,19）镀层裂纹（接受标准）,49,六、电镀19）镀层裂纹（接受标准）性能1级2级3级内层铜箔裂,七、蚀刻,）蚀刻因子：,E=蚀刻因子V=蚀刻深度X=侧蚀深度（从阻剂边缘横量到最细铜腰之宽度而言）,E=V/X,50,七、蚀刻）蚀刻因子：E=蚀刻因子E=V/X50,）夹膜短路,七、蚀刻,原因：电镀层数设计有问题或线路很孤立标准：不允许出现短路及缩小线路间距,51,）夹膜短路七、蚀刻原因：电镀层数设计有问题或线路很孤立51,）渗镀短路：,七、蚀刻,原因：贴膜不牢标准：不允许出现短路及缩小线路间距,52,）渗镀短路：七、蚀刻原因：贴膜不牢52,七、蚀刻,）蚀刻过度：,原因：蚀刻参数过度标准：不允许缩小线路最小宽度或出现镍层剥离脱落,53,七、蚀刻）蚀刻过度：原因：蚀刻参数过度53,八、填孔,）填孔不满：,原因：树脂没填满标准：下凹深度mil,54,八、填孔）填孔不满：原因：树脂没填满54,八、填孔,）分层：,原因：膨胀系数异常或填孔处有气泡标准：不允许,55,八、填孔）分层：原因：膨胀系数异常或填孔处有气泡55,八、填孔,）埋孔凸起：,原因：材料膨胀系数异常或填孔处有气泡标准：不允许出现镀层断裂,56,八、填孔）埋孔凸起：原因：材料膨胀系数异常或填孔处有气泡5,九、感光,）离子污染超标：,原因：清洗不干净或环境污染标准：离子污染控制值6.5ugNaCL/inch2,57,九、感光）离子污染超标：原因：清洗不干净或环境污染57,九、感光,）阻焊厚度不足：,原因：喷涂不均匀、线路铜厚过高标准：.mil或满足客户要求,58,九、感光）阻焊厚度不足：原因：喷涂不均匀、线路铜厚过高58,九、感光,）侧蚀严重：,原因：显影参数异常标准：不允许出现绿油条掉落现象,59,九、感光）侧蚀严重：原因：显影参数异常59,九、感光,）爆油：,原因：绿油塞孔中有气泡标准：爆油后，焊盘的总高度超过或高度um或按照客户特殊要求（如索爱um),60,九、感光）爆油：原因：绿油塞孔中有气泡60,九、感光,5）孔未塞满：,原因：塞孔条件异常标准：喷锡后不允许藏锡珠,61,九、感光5）孔未塞满：原因：塞孔条件异常61,九、感光,）绿油结合力：,标准：见右图,62,九、感光）绿油结合力：标准：见右图62,十、沉镍金,）金镍厚度：,IPC-4552对化学金镍层的要求如下：,1.金厚不足，容易漏镍，导致可焊性不良； 2.金厚过厚，容易使BGA处出现黑盘，同时会使焊点出现金脆现象，使焊点强度降低； 3.镍厚不足，会导致沉金前镍层表面粗糙度过大，容易漏镍； 4.镍层过厚，信号的传输则主要集中在镍层，信号传输过程中的损失越大。,63,十、沉镍金）金镍厚度：IPC-4552对化学金镍层的要求如,十、沉镍金,）剥离：,原因：铜面不干净（或沉镍前处理异常）标准：不允许,64,十、沉镍金）剥离：原因：铜面不干净（或沉镍前处理异常）64,十、沉镍金,）镀层开裂：,原因：铜面不干净（如绿油显影不净等）标准：不允许,65,十、沉镍金）镀层开裂：原因：铜面不干净（如绿油显影不净等）,十、沉镍金,）黑盘：,原因：镍层受腐蚀标准：不允许,66,十、沉镍金）黑盘：原因：镍层受腐蚀66,十、沉镍金,）金层发白：,原因：金层厚度不足标准：金层要满足标准或客户要求,67,十、沉镍金）金层发白：原因：金层厚度不足67,十、沉镍金,）漏沉金镍层：,原因：铜面受污染（显影不净等）标准：不允许,68,十、沉镍金）漏沉金镍层：原因：铜面受污染（显影不净等）68,十一、沉锡,）锡须：,原因：沉锡后存放时间过长（或受热）或反应速度太快标准：不允许,69,十一、沉锡）锡须：原因：沉锡后存放时间过长（或受热）或反应,十二、沉银,）原电池效应,原因：因电位差问题标准：不允许,70,十二、沉银）原电池效应原因：因电位差问题70,十三、其他,）磨板过度,原因：前处理磨板过度标准：不允许出现断裂，总铜厚需要满足客户要求,71,十三、其他）磨板过度原因：前处理磨板过度71,十三、其他,）可焊性：,原因：表面污染、膜太薄或太厚、金层太厚等标准：不是由于阻焊剂或其他镀涂层隔离所导致的不润湿是 不允许的,72,十三、其他）可焊性：原因：表面污染、膜太薄或太厚、金,十三、其他,3）高低温循环测试：,原因：电镀添加剂配比异常或材料膨胀系数异常标准：电阻变化率10%，不允许出现镀层裂纹,73,十三、其他3）高低温循环测试：73,十三、其他,3）高低温循环测试：,备注：正常情况下是按照D条件进行或按照客户指定条件,74,十三、其他3）高低温循环测试：74,十三、其他,4）电迁移测试：,备注：目前公司是按照SONY的标准，温度85，相对湿度85%，外加电压50V，处理时间为96小时；标准：处理后绝缘电阻500M。,75,十三、其他4）电迁移测试：75,十三、其他,5）耐电压：,标准：不允许有击穿现象。,76,十三、其他5）耐电压：76,THE END THANK YOU!,77,77,