PCB板通孔孔铜断裂失效分析

美信检测  失效分析实验室

（深圳市美信检测技术股份有限公司，深圳宝安，518108）

【摘要】针对某PCB板通孔孔铜断裂的情况，本文通过剖面分析、热性能分析、吸水率验证等分析手段查找分析失效原因，分析结果显示，导致该失效样品通孔孔铜断裂的原因为：板材的耐热性不足，加之通孔在电镀铜工艺存在问题，使铜晶粒异常，导致孔铜的抗拉强度和延伸能力严重不足，在焊接组装受热过程中，孔铜易受应力开裂。

【关键词】通孔孔铜断裂，耐热性，铜晶粒异常

1. 案例背景

送检样品为某款PCBA，该板经回流焊和波峰焊组装器件后，在终端客户发现有1%左右的失效，表现为通孔阻值变大，经客户切片分析，发现PCB板的通孔孔铜存在断裂现象。

2.分析方法简述

通过剖面分析可知,造成通孔阻值变大的直接原因为孔铜存在断裂现象，都在板材中间位置（其他位置孔铜也存在裂纹），同时孔铜断裂处基材发生开裂现象，断口表现为脆性延晶断裂。

图1. NG样品通孔切片的显微放大图片	图2. NG样品通孔的SEM显微图片
图3. NG样品通孔的金相显微图片

通过对铜组织晶粒进行观察，可发现，二次铜铜晶粒成明显的柱状晶结构，且晶界间隙较大，且存在细小孔洞。

失效样品和基板的Tg、Z-CTE均满足要求，T260偏低，失效样品的热分解温度Td也偏低，而通过对基板的吸水率进行验证，基板的吸水率合格，表明板材开裂非PCB吸潮所致，是由于PCB板本身耐热性存在不足。

图4. 失效样品PCBA的T260测试曲线	图5. 基板的T260测试曲线
图6. 失效样品PCBA的热裂解温度Td的测试曲线

3. 结果与讨论

造成该失效样品通孔孔铜断裂的原因为板材的耐热性不足，加之通孔在电镀铜工艺存在问题，使铜晶粒异常，导致孔铜的抗拉强度和延伸能力严重不足，在焊接组装受热过程中，孔铜易受应力开裂。

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