电路板的主要组装故障机构有哪些？
2020-05-19 12:01:49
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?热所导致的故障-这方面以电镀通孔故障是最典型的范例
?机械性的故障
?化学性的故障-树枝状金属结构的成长是最典型的范例
电路板会受到各种热应力中，这些可能是延长曝露在高温下或是重覆性温度循环，都可能导致电路板故障。最重要的热应力来源是：
?印刷电路板制造中的热冲击与热循环：热冲击一般定义为温度升降速度高于?30度/秒，但还是包含任何够快的升降速率状态，温度差异扮演着重要的角色，例如：止焊漆聚合及喷锡。
?印刷电路板组装中的热冲击与循环：例如：胶液聚合、回焊、波焊以及重工使用恪铁、热风处理、融熔焊锡槽沾锡等
?运作中的周遭环境热循环，例如：从室内到室外的温差，或是地面到大气层间的温差，也可能是产品壳内高功率电子零件的热散失
受到这些热应力加速的主要电路板故障机构是，电镀通孔破裂、基材爆板剥离。镀通孔是电路板受到热循环最易受伤的部分，也是最频繁导致电路板运作中故障的位置。镀通孔包含安装零件孔及电气连结孔，右上图所示为一般通孔容易发生故障的位置。
多数有机树脂基材是非等向性的，在高于玻璃态转化温度Tg时具有高膨胀系数（CTE)，在通孔厚度（Z)方向特别明显。因为温度超过Tg，膨胀系数爬升特别明显，比较多的热循环会导致Z方向较大应变，特别是在镀通孔位置。镀通孔功能类似铆钉会阻碍膨胀行为，但是铜孔壁受到应力可能会破裂而导致电气故障。下图帮助过高的温度在孔壁上增加的相关应变，故障可能发生在单一循环或者发生在逐步老化破裂模式。
对于高纵横比通孔的重覆热冲击测试，从室温到电路板制造（例如：喷锡）、组装回焊温度（220-250°C )及再度的回焊、波焊、重工等，经过了接近十次或略少的热循环，就时常会听到故障问题发生。
以物理角度来看，到达故障的热循环数会受到循环强加的应变以及铜抗老化能力所影响，这些因素都受到一些环境、材料及制造参数所控制。低循环（Low-Cycle )金属老化，这个状态多数应变是塑性应变。当使用高循环老化测试时，这种关系会明显的低估在运作中发生重覆热循环的使用寿命。
到目前为止，这些故障模式的模拟都只能帮助筛选产品的质量，无法完全呈现实际产品的状态，因此选用的测试方法要搭配实际产品需求以免产生误判。
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