收藏本站
《复旦大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

手机用印制电路板开裂盲孔与失效焊点的表征分析及研究

纪丽娜  
【摘要】: 电子元器件二级封装载板——印制电路板(PCB, Printed Circuit Board)广泛用于各类电子产品,以实现元器件间的电气导通和信号传输。然而,在表面贴装器件时或使用过程中,常会因电路设计、板件选材、组装工艺、服役环境等因素造成PCB失效。常见失效模式有三种,即信号传送终止、信号中断和信号改变,导致整个产品无法正常使用。因此,对失效PCB进行系统分析非常必要,不仅可提高电子产品的电气可靠性,而且对保证其结构完整性具有重要的参考价值。 本论文首先介绍了电子产品失效分析的基本概念、失效类型和失效起因;阐述了PCB的研究背景,包括制造和结构;系统总结了常见的缺陷及表征分析方法,并进一步综述了PCB盲孔与焊点的研究现状;重点对两种不同型号的手机用PCB进行了细致的失效分析。通过自动光学检测(AOI,Automatic optical inspection)发现,本案例中PCB的故障主要为开路和短路两类,即:盲孔开裂引起的开路和不明物散落引起的电气短路。为进一步探明其失效起因,特采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、聚焦离子束(FIB)、超声扫描显微镜(SAM)、热循环试验等近十种宏微观测试方法和表征手段,对失效部位进行了系统分析。 盲孔(Blind Via)失效是引起PCB开路故障的主因之一。金相观察发现,盲孔镀层界面存在明显的开裂缺陷。对开裂界面进行进一步检验与分析,结果表明,因清洗不彻底及镀液成分配比不当引起的硫杂质残留是引起盲孔开裂的主因,盲孔位置设计的不恰当是造成其扭曲拉裂的另一重要因素。此外,板材翘曲对其可靠性也会产生一定影响。同时辅以有限元方法(FEM),对含缺陷的盲孔进行了热循环模拟,进一步验证了服役时盲孔结构中最易开裂的区域。最后,首次从化学角度提出可能的盲孔开裂失效机理,并运用疲劳开裂理论解释了裂纹的扩展。 球栅阵列焊点(BGA, Ball Grid Array)的质量优劣对于半导体封装中芯片功能的正常实现具有至关重要的作用,一个焊点的失效就有可能造成器件整体失效。通过材质检验、热性能测试、宏观形貌观察、微区形貌与成分分析等方法,对PCB的失效焊点与散落焊珠进行了系统的表征分析。结果表明,表面贴装回流焊工艺参数控制不当是失效的主要起因;焊膏质量不佳及回流焊工艺与其不匹配是导致焊点和焊块失效的另一重要原因。同时,还浅析了该PCB存在的BGA焊点和焊块塌陷、锡珠飞溅、墓碑效应及绿油开裂等其它缺陷的起因。 最后,针对上述问题和存在的隐患,对预防盲孔开裂提出了相应的解决对策,并就回流焊工艺参数的调整以及焊膏质量的改善提出了具体建议。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN41;TN929.53

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘立建,谢进,王家楫;聚焦离子束(FIB)技术及其在微电子领域中的应用[J];半导体技术;2001年02期
2 谢进,江素华,王家楫,唐雷钧,宗祥福;聚焦离子束刻蚀性能的研究[J];半导体学报;2001年02期
3 陈绍楷;李晴宇;苗壮;许飞;;电子背散射衍射(EBSD)及其在材料研究中的应用[J];稀有金属材料与工程;2006年03期
4 王谦,Shi-WeiRickyLEE,汪刚强,耿志挺,黄乐,唐祥云,马莒生;电子封装中的焊点及其可靠性[J];电子元件与材料;2000年02期
5 陈颖;谢劲松;孔令文;;镀通孔制造过程中的失效机理与物理模型[J];电子元件与材料;2007年06期
6 何小琦;邱宝军;宋芳芳;杨序贵;;有限元模拟技术在电子部件可靠性分析中的应用[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年S1期
7 顾霭云;SMT回流焊接质量分析[J];世界产品与技术;2002年02期
8 刘高航;刘光明;;工程材料与结构的失效及失效分析[J];失效分析与预防;2006年01期
9 郑石平;;电子元器件失效分析技术的工程应用[J];现代雷达;2006年11期
10 陈显彬;回流焊中常见的缺陷——锡珠[J];印制电路信息;2003年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄磊;张兴虎;李文竹;庞兆夫;王锐;;42CrMo锥形主轴断裂分析[J];鞍钢技术;2009年06期
2 郭星;蔡正洪;唐静;;丁香酸金属铜配合物的合成·表征及其抗内毒素作用研究[J];安徽农业科学;2011年01期
3 马惠霞;庞兆夫;黄磊;王晓峰;李文竹;;挖掘机传动轴断裂失效分析[J];兵器材料科学与工程;2009年03期
4 黄福祥;卧式刮刀离心机主轴疲劳断裂失效分析[J];兵器材料科学与工程;1997年03期
5 陈丹;沈卓身;任忠平;;微电子制造中Ti的湿法蚀刻[J];半导体技术;2007年02期
6 陈颖;孙博;谢劲松;李健;;芯片粘接空洞对功率器件散热特性的影响[J];半导体技术;2007年10期
7 万明;陆裕东;尧彬;恩云飞;肖庆中;王歆;;电路板级互连焊点故障监测和预警[J];半导体技术;2011年10期
8 江素华,唐凌,王家楫;聚焦离子束诱发金属有机化学气相淀积碳-铂薄膜[J];半导体学报;2004年11期
9 钟群鹏,张峥,田永江;机械装备失效分析诊断技术[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
10 唐守锋,熊克,李刚;压电智能夹层及其特性分析[J];传感器技术;2005年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张炜;成旦红;郁祖湛;Werner Jillek;;SnAgCu钎料焊点的电化学迁移研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
2 朱小军;禹胜林;严伟;;4J42合金外壳气密封装的脉冲激光焊[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
3 张绍波;;SMT焊点可靠性[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
4 王文利;;片式元件立碑工艺缺陷的分析与解决[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
5 杨振国;;高端印制电路板的失效分析[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年
6 杨振国;;印制电路板的失效分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
7 纪丽娜;刘建生;杨振国;;新型手机用PCB板焊点的失效分析[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年
8 任辉;杨邦朝;苏宏;顾永莲;蒋明;;BGA焊点的失效分析及热应力模拟[A];第十四届全国混合集成电路学术会议论文集[C];2005年
9 张念椿;刘彬云;王恒义;;全印制电路技术导电油墨的新型材料纳米铜制备[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年
10 朱小军;禹胜林;严伟;;电子封装用Si_p/Al复合材料的研究应用进展[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐浯;304H不锈钢蒸汽接管失效分析及改进措施[D];华东理工大学;2011年
2 刘韧;环境友好型PTH工艺研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 周兵;一种酸性蚀刻液可循环再生工艺的研究[D];中南林业科技大学;2008年
4 曹璟;无氰化学沉金工艺的研究[D];中南林业科技大学;2007年
5 李晓东;某航空材料叠层结构失效行为的跨尺度分析[D];兰州理工大学;2011年
6 杨磊;新型无铅焊料Sn-Sb-Cu-Ni性能的研究[D];广东工业大学;2011年
7 李婷婷;添加稀土氧化物BeO陶瓷的无压烧结[D];中南大学;2011年
8 吴绘敏;桉木硫酸盐浆TCF漂白工艺的研究[D];华南理工大学;2011年
9 刘亮岐;电子封装铝软钎焊用Sn-Zn基钎料的研究[D];华南理工大学;2011年
10 夏建民;BGA结构Sn3.0Ag0.5Cu焊点剪切断裂行为及体积效应的有限元模拟与实验研究[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王玥;王普天;魏杰;秦长喜;;喷墨技术在PCB制造中的应用[J];信息记录材料;2007年02期
2 王谦,Shi-WeiRickyLEE,汪刚强,耿志挺,黄乐,唐祥云,马莒生;电子封装中的焊点及其可靠性[J];电子元件与材料;2000年02期
3 鲜飞;高密度封装技术的发展[J];电子元件与材料;2001年06期
4 汤勇峰;BGA检测技术与质量控制[J];电子工艺技术;2000年01期
5 王德贵;迎接21世纪的表面组装技术[J];电子工艺技术;1999年04期
6 刘红,彭苏娥;重点工程用电子元器件使用失效情况分析[J];电子产品可靠性与环境试验;1998年05期
7 何小琦,宋芳芳,刘守圭,詹胜,吕向英;功率行波管栅控电子枪振动模态特性与结构可靠性[J];电子产品可靠性与环境试验;2004年01期
8 宋芳芳,何小琦,汤凯,杨序贵,吕向英;行波管栅控电子枪的动力学模态分析[J];电子产品可靠性与环境试验;2004年02期
9 林金堵;;喷墨打印技术在PCB中的应用前景[J];印制电路信息;2008年04期
10 杨振国;;一种面向PCB的全印制电子技术[J];印制电路信息;2008年09期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张成;由永峰;;用PROTEL DXP在实验室设计PCB的原则及制板方法[J];杨凌职业技术学院学报;2007年04期
2 彭燕虹;;基于Protel DXP的PCB设计[J];电脑与电信;2008年02期
3 孙凤梅;;印制电路板外层AOI研究及其常见PCB异常处理[J];科技信息;2009年34期
4 林其水;;印制电路板制作中激光钻孔应注意的问题[J];印制电路信息;2009年09期
5 余小飞;何为;周国云;王守绪;莫芸绮;王淞;何波;;一种盲孔评估的新方法[J];印制电路信息;2011年07期
6 黄裕民 ,陈明海;印制电路板辅助设计钻孔自动编程系统[J];兵工自动化;1990年01期
7 余晓风;;快速简易地绘制电路板[J];电子制作;1998年02期
8 ;其他[J];电子产品世界;1998年12期
9 王翌 ,陈健;PCB设计中的电磁兼容问题[J];安全与电磁兼容;2003年05期
10 罗新辉,汤明坤,谭丽霞;印制电路板制造行业废液资源化初探[J];印制电路信息;2003年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曲利新;;星载电子设备PCB设计的可靠性检查[A];2010第十五届可靠性学术年会论文集[C];2010年
2 刘厚文;刘福鸿;;四川印制电路板行业发展现状及对策[A];第七届全国印制电路学术年会论文集[C];2004年
3 刘君平;;印制电路板显微剖切制作[A];第六届全国印制电路学术年会论文汇编[C];2000年
4 柏积章;;印制电路板装焊后清洗工艺方法[A];2002电子产品防护技术研讨会论文集[C];2002年
5 杨希平;;印制电路板散热性的研究[A];第二届全国青年印制电路学术年会论文汇编[C];2002年
6 王恒义;叶绍明;龙松;李宏钦;;水平棕化处理工艺的应用[A];第七届全国印制电路学术年会论文集[C];2004年
7 李晓麟;;关于“印制电路板装焊工艺规范”的编写说明[A];全国第六届SMT/SMD学术研讨会论文集[C];2001年
8 冯裕彬;;小孔径印制电路板化学镀铜、电镀铜的工艺控制[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
9 王晓黎;;印制电路板装配领域中的DFM技术[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
10 周志元;;PCB V割的标准与品质控制[A];第三届全国青年印制电路学术年会论文汇编[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;发展国产PCB激光钻床迫在眉睫[N];中国电子报;2009年
2 本报记者 诸玲珍;实行单独环保标准 PCB行业自我救赎[N];中国电子报;2011年
3 深南电路有限公司总经理 由镭;PCB企业面临洗牌内外兼修寻求蜕变[N];中国电子报;2009年
4 本报记者 诸玲珍;印制电子:PCB制造从减成法走向加成法[N];中国电子报;2010年
5 本报记者 诸玲珍;民营PCB企业:创新加快 期待政策扶持[N];中国电子报;2010年
6 天津普林电路运营公司总经理 唐艳玲;三阶HDI成3G手机PCB未来主流[N];中国电子报;2008年
7 张楠;ST华发全年盈利目标难实现[N];中国证券报;2007年
8 本报记者 诸玲珍;PCB:苦练内功转型升级 节能环保加大力度[N];中国电子报;2009年
9 深南电路有限公司总经理 由镭;从源头抓起实现绿色PCB生产[N];中国电子报;2009年
10 中国印制电路行业协会秘书长 王龙基;中国PCB标准及认证应提上日程[N];中国电子报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马丽丽;无卤PCB材料的可靠性研究[D];电子科技大学;2011年
2 王英章;高精高速微孔PCB数控钻床关键技术的研究与应用[D];重庆大学;2004年
3 乔闹生;PCB自动光学检测的图像检测与处理关键技术研究[D];电子科技大学;2010年
4 刘海明;表面组装生产过程中PCB组装时间优化问题研究[D];华南理工大学;2010年
5 黄永林;PCB光电检孔机关键技术研究及其系统实现[D];电子科技大学;2010年
6 陈建华;PCB传输线信号完整性及电磁兼容特性研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 吕炜;基于复杂适应系统理论的产业盈利性实证研究[D];同济大学;2007年
8 刘鹏;若干环境污染物富集、检测和转化的理论研究[D];山东大学;2011年
9 刘孝保;电子设备动态性能有限元建模与优化方法研究[D];电子科技大学;2011年
10 顾宁;二氧化氯和超细氧化铁在废水处理中的组合应用技术研究[D];中北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 纪丽娜;手机用印制电路板开裂盲孔与失效焊点的表征分析及研究[D];复旦大学;2010年
2 冯小平;基于粒子群算法的PCB板上电子元件的热布局优化[D];西安电子科技大学;2010年
3 王翀;PCB的知识产权保护模式研究[D];中国政法大学;2011年
4 李杰;基于电磁带隙结构与磁性材料的PCB供电系设计[D];复旦大学;2010年
5 欧阳琴;大面积PCB投影扫描式激光曝光机的研制[D];广东工业大学;2011年
6 李小荣;高速数模混合电路信号完整性分析与PCB设计[D];杭州电子科技大学;2010年
7 肖武生;SD大鼠新生期暴露多氯联苯致雄性生殖毒效应研究[D];复旦大学;2010年
8 刘霞;PCB光电自动外观检查机的光学及软件部分设计及实现[D];电子科技大学;2010年
9 李王华;PCB布图设计的知识产权保护研究[D];兰州大学;2011年
10 张鹏飞;高速PCB信号完整性设计与分析[D];内蒙古大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026