PCBA及PCB失效分析技術(shù)、制程管控與典型案例解析

PCBA及PCB失效分析技術(shù)、制程管控與典型案例解析(Glen Yang)課程介紹：

一、前言：
    智能化時代的PCBA及PCB的組裝工藝要求越來越高，為了提高組裝的工藝、質(zhì)量、可靠性等關(guān)鍵要素，解決工藝缺陷是提高電子產(chǎn)品質(zhì)量的重中之重。電子產(chǎn)品的分析技術(shù)是對失效的PCBA及PCB、元器件和焊點(diǎn)，通過失效定位、電學(xué)分析、形貌分析、切片制樣、成分分析及各種應(yīng)力試驗(yàn)驗(yàn)證等技術(shù)，診斷產(chǎn)品的失效機(jī)理和根本原因，找出產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和制造過程中存在的“細(xì)節(jié)”缺陷，以糾正產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造中的“細(xì)節(jié)”失誤，從而控制產(chǎn)品失效并提高產(chǎn)品可靠性的有效手段。
    隨著SMT組裝技術(shù)和鍵合（Wire Bonding）封裝技術(shù)的發(fā)展，特別是無鉛器件、PCB和焊料，新型器件（01005、WLP、POP）等的廣泛應(yīng)用，電子組件的復(fù)雜程度急劇提高，影響電子組件可靠性的因素（制造、材料、可靠性試驗(yàn)、分析）等也日益復(fù)雜，電子組件的可靠性保證也面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。
    我們通過各種典型案例的缺陷檢測分析、可靠性評價技術(shù)，來全面認(rèn)識日前最主流的電子產(chǎn)品失效分析技術(shù)。產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性問題歸結(jié)起來有：設(shè)計(jì)缺陷的問題，物料（元器件、集成電路、PCB、輔料）缺陷、制造過程物料防護(hù)、制造工藝缺陷。

二、課程特點(diǎn)：
    本課程從可靠性保證的基礎(chǔ)理論出發(fā)，簡要介紹了可靠性技術(shù)基礎(chǔ)和SMT電子組件的可靠性特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了電子組件常用的可靠性試驗(yàn)方法和失效分析手段，并從影響電子組件可靠性的主要因素出發(fā)，以案例分析和理論分析相結(jié)合的方式，重點(diǎn)介紹了電子組件常見問題的可靠性保證和失效分析方法，電子元器件可靠性保證技術(shù)。
    講師通過對整機(jī)系統(tǒng)中常見的設(shè)計(jì)、制造工藝、元器件采購中“細(xì)節(jié)”問題引起的故障案例，剖析故障案例的分析方法、失效產(chǎn)生原因、失效的控制方法。針對電子組件在實(shí)際使用過程中的失效現(xiàn)象，開展失效機(jī)理、失效分析方法和失效案例講解等分析，從而使學(xué)員能夠詳細(xì)講解了焊點(diǎn)疲勞及過應(yīng)力失效、黑焊盤失效、電遷移失效、陽極導(dǎo)電絲失效、錫須失效等失效機(jī)理，了解包括外觀檢查、X-ray檢查、升學(xué)掃描分析和SEM& EDS 等常用分析手段，最終能夠基本掌握電子組件的失效分析技術(shù)。

三、課程收益：  
1、 當(dāng)前PCBA、PCB和元器件封裝的基本特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
2、 電子組件可靠性保證技術(shù)和可靠性基礎(chǔ)
3、 PCB概述-材料-工藝-解析
4、 PCB失效分析技術(shù)與案例解析
5、 PCBA電化學(xué)遷移失效案例解析
6、 掌握表面組裝的無鉛、可制造性及核心工藝;
7、 掌握表面組裝中的故障分析模式與改善方法；
8、 掌握表面組裝中典型的缺陷裝聯(lián)故障模式分析與對策；
9、 掌握表面組裝中引起的上下游工藝質(zhì)量的關(guān)鍵要素;
通過本課程的學(xué)習(xí)，將了解電子組件可靠性可靠性特點(diǎn)，掌握電子組件常用可靠性試驗(yàn)方法和失效分析手段，掌握電子組件常見失效模式和失效控制方法，并且通過大量的真實(shí)案例分析，掌握電子組件失效的一般規(guī)律。從而為實(shí)際工作中碰到的可靠性為題提供解決方法。

課程大綱：

前言：電子組件核心工藝、焊接技術(shù)評價和系統(tǒng)解決方法綜述
電子裝配的核心是焊接技術(shù)，在潤濕、擴(kuò)散、溶解、冶金的機(jī)理作用下形成有效的IMC層，它是判斷焊點(diǎn)性能和可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。焊接過程是焊接金屬表面、助焊劑、熔融焊料等相互作用的復(fù)雜過程。
失效分析須按照“先外后內(nèi)，先非破壞性分析到破壞性分析”的失效分析基本原則，圍繞找什么證據(jù)，用什么找證據(jù)”，找到證據(jù)怎樣剖析介紹失效分析的分析流程、分析方法、分析技巧，以及目前失效分析的主要儀器設(shè)備的應(yīng)用。

一、PCBA先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容、工藝流程、實(shí)施概要和面臨問題
1.1 實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)的工藝流程和方法；
1.2 底部焊端器件（BTC）及微形焊點(diǎn)的工藝特性；
1.3 SMT先進(jìn)制造設(shè)備和生產(chǎn)工藝。
1.4 PCBA裝聯(lián)的生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與優(yōu)化

二、電子產(chǎn)品PCBA及PCB、元器件和焊點(diǎn)失效分析的基本原理和工藝技術(shù)
2.1失效分析概述、目的和意義；
2.2失效分析的一般原則和一般程序；
2.3電子組件的可靠性及失效機(jī)理分析；
2.4電子組件焊點(diǎn)疲勞失效、過應(yīng)力失效機(jī)理；

三、電子組件的耐氣候老化測試技術(shù)、失效分析工具和分析方法
3.1電子組件可靠性試驗(yàn)方法和失效分析手段
電子組件可靠性試驗(yàn)原理、可靠性試驗(yàn)方法
溫度循環(huán)試驗(yàn)、溫低沖擊試驗(yàn)、機(jī)械振動試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)、高溫高濕試驗(yàn)、鹽霧測試；
3.2電子組件常用失效分析的工具
外觀檢查，X-ray分析，SEM電鏡掃描分析，金相切片分析，紅外熱像分析，EDS表面元素成分析，

四、PCB制造工藝、質(zhì)量保證技術(shù)、制程管控及案例分析
4.1 PCB性能規(guī)范及IPC-6012 D與C的具體差異
4.2  PCB制造工藝及5G高頻微波可靠性要求概述
4.3 PCB尺寸穩(wěn)定性、吸水率、耐熱性能Tg\CTE\ TD電介常數(shù)、電損要求及評價
4.4 PCB焊盤表面處理工藝：ENIG\HASL\ OSP\ IAg\ISn\不良案例分析及討論
4.5 PCB拼板缺陷導(dǎo)致失效案例解析
4.6 PCB焊盤形態(tài)及內(nèi)層走線失效問題

五、PCBA及PCB工藝失效的組裝制程管控技術(shù)
5.1 PCB制造工藝失效管控方法；
5.2 電子器件來料工藝失效管控方法；
5.3 PCBA組裝“三大制程”工藝失效管控方法；
5.4 PCBA點(diǎn)膠、測試、維修工藝失效管控方法；
5.5 PCBA分板和包裝工藝失效管控方法。 六、PCBA組件可靠性綜合試驗(yàn)方案討論和管控
6.1設(shè)計(jì)缺陷案例
1）電路原理和PCB版圖設(shè)計(jì)缺陷案例
2）元裝結(jié)構(gòu)缺陷案例
6.2 元器件（零部件）缺陷案例
1）元器件固有機(jī)理失效     2）元器件常見缺陷案例
6.3 制造工藝缺陷案例
1）焊接工藝失效案例 2）裝配機(jī)械應(yīng)力失效案例
3）污染及腐蝕失效案例
6.4 過電應(yīng)力失效案例：電壓失效案例，電流失效案例，降額功率失效案例
6.5 PCBA焊點(diǎn)疲勞機(jī)理、焊點(diǎn)疲勞試驗(yàn)方法、焊點(diǎn)疲勞失效案例分析及討論

七、PCBA絕緣可靠性保證技術(shù)及案例分析
7.1 電子組件絕緣失效機(jī)理解析
EMI電化學(xué)遷移失效機(jī)理解析
CAF陽極導(dǎo)電絲失效機(jī)理解析
Tin Whisker失效機(jī)理解析
7.2 電子組件表面絕緣阻抗(SIR)可靠性評價方法
免洗助焊劑性能評價方法
PCBA絕緣阻抗新評價方法
電子組件絕緣失效案例解析
7.3 “三防”工藝的應(yīng)用要點(diǎn)及評價方法

八、元件結(jié)構(gòu)、封裝引起的失效案例解析和管控方法
8.1單側(cè)引腳連接器開焊，寬平引腳開焊，片式排阻虛焊
8.2 QFN虛焊，元件熱變形引起的開焊，BGA焊盤下PCB次表面樹脂開裂
8.3片式元件兩端電鍍尺寸不同引起立碑
8.4陶瓷板塑封模塊焊接時內(nèi)焊點(diǎn)橋連
8.5 BGA角部或心部焊點(diǎn)橋連，F(xiàn)CBGA翹曲
8.6銅柱引線的焊接——焊點(diǎn)斷裂
8.7堆疊封裝焊接造成內(nèi)部橋連
8.8片式排阻虛焊，手機(jī)EMI器件的虛焊，Mic虛焊
8.9晶振內(nèi)部開裂，連接器沾錫，插裝腳球頭缺陷
8.10單側(cè)引腳連接器開焊，寬平引腳開焊，片式排阻虛焊

九、提問、解答與開放式討論

老師介紹
    Glen Yang老師 優(yōu)秀實(shí)戰(zhàn)型專業(yè)技術(shù)講師 SMT組裝工藝制造/新產(chǎn)品導(dǎo)入管控資深專業(yè)人士 SMT制程工藝資深顧問，廣東省電子學(xué)會SMT專委會高級委員。專業(yè)背景：10多年來，楊老師在高科技企業(yè)從事產(chǎn)品制程工藝技術(shù)和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及管理工作，積累了豐富的SMT現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和制程工藝改善的成功案例。楊老師多年來從事FPC的DFM研究以及各類型器件在PCB/FPC的組裝工藝制程研究等，對FPC的設(shè)計(jì)生產(chǎn)積累了豐富的SMT實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。楊老師自2000年始從事SMT的工藝技術(shù)及管理工作，先后任職于ME、IE、NPI、PE、PM等重要部門與重要職務(wù)，對SMT的設(shè)備調(diào)試、工業(yè)工程、制程工藝、質(zhì)量管理、新產(chǎn)品導(dǎo)入及項(xiàng)目管理積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。楊老師通過長期不懈的學(xué)習(xí)、探索與總結(jié)，已初步形成了一套基于EMS企業(yè)及SMT工廠完整實(shí)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及理論。 在SMT的各種專業(yè)雜志、高端學(xué)術(shù)會議和報刊上，楊先生已發(fā)表論文30多篇三十余萬字；并經(jīng)常應(yīng)邀在SMT的各種專業(yè)研討會上做工藝技術(shù)的演講，深受業(yè)界同仁的好評。楊先生對SMT生產(chǎn)管理、工藝技術(shù)和制程改善方面深有研究，多次在《現(xiàn)代表面貼裝資訊》雜志及相關(guān)會議的年度論文評選中獲獎。譬如2012年的“3D階梯模板在SMT特殊制程及器件上的應(yīng)用技術(shù)”獲一等獎，2011年的“如何提高FPT器件在FPC上之組裝良率及可靠性”獲二等獎，2010年的“通孔回流焊技術(shù)在混合制程器件上的應(yīng)用研究”獲三等獎。在近三年的中國電子協(xié)會主辦編輯的“中國高端SMT學(xué)術(shù)會議論文集”中，楊先生被選入的論文就多達(dá)十七篇之多，是所有入選文章中最多的作者。 輔導(dǎo)過的典型企業(yè)： 中興、中軟信達(dá)、諾基亞西門子、捷普、達(dá)富電腦、東芝信息、宇龍、天瓏科技、臻鼎科技、東莞東聚電子、期凱菲爾、歐朗、烽火通信、TCL和鴻鷹電子COB事業(yè)部、福建福星、普思、英業(yè)達(dá)、福州高意通訊、斯達(dá)克聽力、東方通信、華立儀表、科世達(dá)、金銘科技、金眾電子、藍(lán)微電子、捷普科技等知名大型企業(yè)。學(xué)員累計(jì)數(shù)千人。

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