PCBA组装中PCB的断路缺陷原因分析

一、现象描述

在PCBA组装过程中发现PCB有断线缺陷，常见的主要表现有下述几种形式。

1. 残液腐蚀导致的通孔开路

特征：多数的通孔在通孔内壁变黑的同时，下侧的内壁也被腐蚀而无铜，大多数发生在组装过程中或长期保存过程中，如图1和图2所示。 

图1 断裂壁局部图

 

图2 被残液腐蚀的通孔

2. 层间剥离导致的通孔开路

特征：随着PCB基板内部的层间剥离而出现的通孔开路，如图3所示。

图3 层间剥离导致的通孔开路

3. 玷污导致的盲孔开路

      特征：盲孔的镀层和盲孔连接盘之间存在树脂或其他污物，导致接触不良而开路，如图4所示。

图4 玷污导致的盲孔开路

4. 焊料熔蚀导致的开路

      特征：PCB的铜层非常薄，每逢热风整平工艺或波峰焊接时铜导线就会被熔蚀从而开路，如图5所示。

图5 被焊料熔蚀了的铜导线

5. 静电损伤疑似断路

      特征：三角形伤痕较深，前端稍微连接着的部位断开形成开路，如图6所示。

图6 静电损伤疑似断路

二、形成机理

1. 残液腐蚀导致的通孔开路

      在PCB制造过程中残留的蚀液没有被清除干净，封闭在通孔内，长期地腐蚀通孔的内壁，从而引起通孔开路。

2. 层间剥离导致的通孔开路

      （1）PCB基材吸潮。

      （2）HASL工艺温度过高或时间过长。

      （3）PCBA组装再流焊接时峰值温度过高或在峰值温度下浸泡时间过长。

3. 玷污导致的盲孔开路

      采用积层工艺制作多层板，在激光钻孔时清除玷污不完全，使树脂残留在盲孔的连接盘上，从而导致盲孔开路。

4. 焊料熔蚀导致的开路

      此现象通常发生在HASL工序或波峰焊接工序。由于基板上设计的铜导线厚度过薄或导线宽度过于纤细，在焊接的高温下，熔融的焊料对Cu的熔蚀作用将使铜导线变得更薄、更纤细，在PCBA使用过程中一旦受应力作用便会断裂而开路。

5. 静电损伤

      疑似断路形成原因：图6是静电破坏出现的特有的三角形伤痕，尖端稍微连接，一旦受某种应力作用就会断开，从而引起断路。

三、解决措施

1. 残液腐蚀导致的通孔开路

      向供应商反馈，加强对PCB制造过程中的质量监控。

2. 层间剥离导致的通孔开路

      ① 在PCB基板制造过程中加强防潮措施，严格监控HASL工艺参数（温度和时间）。

      ② 在组装过程中注意PCB的防潮，并选择合适的再流焊接峰值温度及在峰值温度下的浸泡时间，避免温度过高或时间过长。

3. 玷污导致的盲孔开路

      PCB制造厂商应加强对PCB制造工艺过程和质量的监管和控制。

4. 焊料熔蚀导致的开路

      ① 布线设计时应避免采用过薄、过细的铜导线。

      ② 执行HASL和波峰焊接工艺时，应加强对操作温度和时间的管控，切忌操作温度过高和操作时间过长。

5. 静电损伤疑似断路

      在PCB制造、存储、运输及组装过程中都要执行严密的静电防护措施，严防静电损伤。

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