電路板的主要組裝故障機構有哪些？
2020-05-19 12:01:49
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?熱所導致的故障-這方面以電鍍通孔故障是最典型的范例
?機械性的故障
?化學(xué)性的故障-樹(shù)枝狀金屬結構的成長(cháng)是最典型的范例
電路板會(huì )受到各種熱應力中，這些可能是延長(cháng)曝露在高溫下或是重覆性溫度循環(huán)，都可能導致電路板故障。最重要的熱應力來(lái)源是：
?印刷電路板制造中的熱沖擊與熱循環(huán)：熱沖擊一般定義為溫度升降速度高于?30度/秒，但還是包含任何夠快的升降速率狀態(tài)，溫度差異扮演著(zhù)重要的角色，例如：止焊漆聚合及噴錫。
?印刷電路板組裝中的熱沖擊與循環(huán)：例如：膠液聚合、回焊、波焊以及重工使用恪鐵、熱風(fēng)處理、融熔焊錫槽沾錫等
?運作中的周遭環(huán)境熱循環(huán)，例如：從室內到室外的溫差，或是地面到大氣層間的溫差，也可能是產(chǎn)品殼內高功率電子零件的熱散失
受到這些熱應力加速的主要電路板故障機構是，電鍍通孔破裂、基材爆板剝離。鍍通孔是電路板受到熱循環(huán)最易受傷的部分，也是最頻繁導致電路板運作中故障的位置。鍍通孔包含安裝零件孔及電氣連結孔，右上圖所示為一般通孔容易發(fā)生故障的位置。
多數有機樹(shù)脂基材是非等向性的，在高于玻璃態(tài)轉化溫度Tg時(shí)具有高膨脹系數（CTE)，在通孔厚度（Z)方向特別明顯。因為溫度超過(guò)Tg，膨脹系數爬升特別明顯，比較多的熱循環(huán)會(huì )導致Z方向較大應變，特別是在鍍通孔位置。鍍通孔功能類(lèi)似鉚釘會(huì )阻礙膨脹行為，但是銅孔壁受到應力可能會(huì )破裂而導致電氣故障。下圖幫助過(guò)高的溫度在孔壁上增加的相關(guān)應變，故障可能發(fā)生在單一循環(huán)或者發(fā)生在逐步老化破裂模式。
對于高縱橫比通孔的重覆熱沖擊測試，從室溫到電路板制造（例如：噴錫）、組裝回焊溫度（220-250°C )及再度的回焊、波焊、重工等，經(jīng)過(guò)了接近十次或略少的熱循環(huán)，就時(shí)常會(huì )聽(tīng)到故障問(wèn)題發(fā)生。
以物理角度來(lái)看，到達故障的熱循環(huán)數會(huì )受到循環(huán)強加的應變以及銅抗老化能力所影響，這些因素都受到一些環(huán)境、材料及制造參數所控制。低循環(huán)（Low-Cycle )金屬老化，這個(gè)狀態(tài)多數應變是塑性應變。當使用高循環(huán)老化測試時(shí)，這種關(guān)系會(huì )明顯的低估在運作中發(fā)生重覆熱循環(huán)的使用壽命。
到目前為止，這些故障模式的模擬都只能幫助篩選產(chǎn)品的質(zhì)量，無(wú)法完全呈現實(shí)際產(chǎn)品的狀態(tài)，因此選用的測試方法要搭配實(shí)際產(chǎn)品需求以免產(chǎn)生誤判。
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