扫描电镜在实验室PCB失效分析中的应用 发布日期：2021-10-26 13:29:03    文章来源：莱雷科技

PCB失效的原因越来越多。过去似乎很难发现的问题现在可以通过扫描电子显微镜和能谱（SEM&EDS）进行分析。本文介绍了SEM&EDs在PCB生产过程中发现的三个经典案例，并介绍了该技术在实际问题解决过程中的关键作用。

PCB生产过程中不可避免地会出现这样或那样的问题。在扫描电镜和能谱仪（SEM&EDS）出现之前，由于技术限制，很难找到一些问题的真正原因，这给PCB失效分析和后续预防此类问题带来了很大困难。根据我们解决此类问题的实践经验，本文将介绍三个经典案例，供您参考和讨论。

扫描电镜在PCB失效分析中的应用

在生产化学镍金的过程中，我公司的一位客户发现少量镍金无法沉入孔中。经我司工程师现场跟踪处理后，预处理的改进无效果。金相显微镜切片分析表明，铜暴露在适当位置，根本找不到问题的根本原因。我们研发中心的扫描电镜和能量色散光谱（SEM和EDS）分析如下：

ZAF方法无标准定量分析

拟合系数：0.1886

元素（keV）质量%错误%Atom%复合质量%CationK

PCB生产中经常会出现不干净的脱锡现象。它对普通的喷锡（HAL）表面处理板没有很大的影响，但对化学镍金板是致命的。脱锡后检查脱锡是否干净是一个不容忽视的过程。

我公司一位客户的化学镍金板在贴片时被客户整批退回。原因是贴片后发现一批板材孔壁分离，导致整批退货。

经分析，该批板材在SMT前后部分孔与孔壁分离，消除了客户在SMT过程中的影响因素。

以下是SMT贴片客户提供的扫描电镜照片：

应注意孔壁上有粘附物，导致孔铜与孔壁分离。从分布上看，污染物呈点状和平面状分布。因此，从切片图片中，只能确定板材在钻井或PTH过程中受到外来污染，但有什么能力？在我们研发中心的扫描电镜和能量色散光谱（SEM和EDS）分析下。

请参见以下分析报告：

ZAF方法无标准定量分析

拟合系数：0.1945

元素（keV）质量%错误%Atom%复合质量%CationK

如何有效防止铝板盖板中的铝因操作不当而被带入孔壁并通过钻嘴留在孔内？大量现场试验证明，当钻机参数正常，集尘真空度达不到要求时，发生概率较大。因此，保证钻孔室除尘的真空度，可以有效防止铝板盖板中的铝进入孔壁并通过钻孔喷嘴残留，是解决这一问题的有效方法。

根据我们公司一位客户的反馈，我们的化学镍金药剂生产的一些板材焊接性较差。接到问题后，我们的客服工程师立即赶到生产现场，发现在线的两小批单板都出现了这种现象，其他单板都正常。因此，取焊接性差的板材，在扫描电镜微镜下观察。经观察发现，金表面有凹坑，板表面有类似的白色凹坑，无化学镍金。因此，工程师怀疑是来料问题，但无法判断原因。通过我们研发中心的扫描电镜和能谱（SEM和EDS）分析，问题浮出水面：

从以上数据分析不难发现，该问题主要是由于异物粘附在电路板表面所致。根据当天的防焊生产记录和生产情况，防焊车间在开工前两个小时已停水，由于急于赶超板材，开发商被迫在无水的情况下生产了几块板材。显影剂被洗脏，导致显影剂粘附在板表面，导致焊接性差。从上述EDS分析还可以确认，表面点蚀晶体主要为碳酸钠。

为了解决这一问题，PCB工厂必须避免在异常情况下生产，特别是在供水中断的情况下，并且不要因为赶超线路板而继续生产，以避免不必要的损失。它的问题也是由操作问题引起的。