印制板及其组件(PCB&PCBA)是电子产品的核心部件,PCB&PCBA的可靠性直接决定了电子产品的可靠性。为了保证和提高电子产品的质量和可靠性,对失效进行全面的理化分析,确认失效的内在机理,从而有针对性地提出改善措施。
电子元器件失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象,分辨其失效模式和失效机理,确认最终的失效原因,提出改进设计和制造工艺的建议,防止失效的重复出现,提高元器件可靠性。
集成电路复杂度与性能要求的持续攀升,叠加设计、制造、封装及应用环节的潜在风险,导致短路、开路、漏电、烧毁、参数漂移等关键失效模式频发。这不仅造成昂贵的器件报废与系统宕机,更常引发设计方、代工厂、封测厂与终端用户间的责任争议,带来重大经济损失与信誉风险。
高分子材料性能要求持续提升,而客户对高要求产品及工艺的理解差异,导致断裂、开裂、腐蚀、变色等典型失效频发,常引发供应商与用户间的责任纠纷及重大经济损失。
金属构件服役环境日益苛刻,对材料性能和结构可靠性提出更高要求。然而,设计缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不当使用等因素,极易引发疲劳断裂、应力腐蚀开裂、氢脆、蠕变、磨损、过载变形等典型失效。
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蓝牙、WIFI断连,PCB内部盲孔开裂竟是元凶!

发布时间: 2026-05-20 00:00
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“蓝牙已断开连接。”开车途中,车载屏幕突然弹出这行冰冷的提示。

你想重新连接,但双手紧握方向盘——只能作罢。那一刻,体验感瞬间跌到谷底。

而在产线上,问题远不止这么简单。

某车载蓝牙模组在客户端老化测试中,突然出现批量功能失效——蓝牙打不开、WiFi连不上。产线良率一度下滑,交付压力骤增。

工程师第一时间进行了常规“体检”:外观无漏件、错件,引脚无连锡、虚焊;拆开屏蔽罩,芯片表面也无磕碰、开裂。

所有常规指标都在正常范围内——但模组就是"罢工"了。

问题到底藏在哪?


1.电压检测:第一处异常浮出水面

为确认蓝牙模组相关电压是否输出正常,供电电源设定12V/2A,将NG样品与OK样品蓝牙模组PCBA连接上驱动装置,上电用示波器对相关电压进行检测。

  • NG样品:B3(CLDO)波形异常,C4 (MEMLPLDO)无电压输出。

NG样品蓝牙模组相关电压检测
NG样品蓝牙模组相关电压检测

NG样品蓝牙模组相关电压检测

  • OK样品:所有电压正常。

结论:这一结果明确指向了芯片内部或相关供电链路的异常,CLDO和MEMLPLDO均为芯片内部核心/存储器相关LDO,它们的异常会直接导致蓝牙/WiFi基带无法正常工作。

PS:但问题出在芯片本身,还是外围PCB?需要进一步验证。


2.切片分析:盲孔裂纹现身

根据芯片原理,影响波形异常的可能与VDDIO引脚有关,为确认模块PCBA内部走线、通孔、盲孔是否存在异常,对NG样品的VDDIO相关引脚进行切片分析。

  • NG样品VDDIO引脚相关的内部盲孔都发现明显裂纹,裂纹都为内部同一个位置,都为第二层与第三层走线之间的盲孔,有一致性问题,OK样品在相同位置未发现明显开裂现象。

  • 与VDDIO有关的相邻盲孔也发现有明显裂纹,且都为第二层与第三层走线之间的盲孔,说明PCB内部有一致性问题。

NG样品切片形貌图

NG样品切片形貌图

结论:失效样品与VDDIO引脚相关的盲孔都有明显的开裂现象,线路层有开裂,会影响信号传输。


3.FIB切割:裂纹内部形貌确认

NG样品VDDIO相关的盲孔有明显开裂现象,为确认开裂位置形貌,对NG样品开裂的盲孔进行SEM形貌观察及FIB切割分析。

  • VDDIO盲孔有明显的开裂现象,这与前面的切片结果一致。

NG样品切片SEM形貌图

NG样品切片SEM形貌图

  • 未发现PCB内部基材有明显的开裂现象,因此可排除因基材分层导致的盲孔开裂。

NG样品切片SEM形貌图

NG样品切片SEM形貌图

  • 相邻的引脚盲孔有明显开裂现象,其基材未发现有明显的分层现象。

NG样品切片SEM形貌图

NG样品切片SEM形貌图

  • 通过FIB切割发现,其开裂的盲孔内部有明显裂纹及空洞现象,未发现有明显的异常元素。

NG样品切片SEM形貌图

NG样品FIB切割形貌图

结论:失效的根本原因锁定在盲孔自身的结构完整性缺陷——要么是电镀填充不良,要么是钻孔或去钻污工艺异常导致的微裂纹,在老化温度循环中被进一步扩展为贯穿性开裂。


4.未使用PCB评估:缺陷源于制程

为确认未组装的PCB相同位置的盲孔是否存在缺陷,对未使用的PCB进行切片分析。

  • 与VDDIO相关的盲孔有发现黑线,后续经SEM扫描电镜缺陷,黑线部位未发现贯穿性裂纹,只发现有点状孔洞。

未使用的PCB切片形貌

未使用的PCB切片形貌

未使用的PCB切片形貌

结论:这表明PCB裸板出厂时已有工艺瑕疵(如电镀填孔不饱满、孔壁粗糙等),在后续老化热应力作用下,瑕疵扩展为彻底开裂。


根本原因:

蓝牙模组供电引脚(VDDIO)所连接的PCB内部盲孔存在初始工艺缺陷(点状空洞/黑线),在老化阶段热应力作用下发展为贯穿性裂纹,导致信号传输中断,CLDO及MEMLPLDO电压异常,最终蓝牙/WiFi功能失效。

改进建议:

  1. 来料管控:对PCB盲孔进行批量抽检,特别是关键电源/信号引脚对应的盲孔,采用切片+SEM确认孔壁质量。

  2. 工艺优化:调整盲孔电镀参数,确保填充致密;优化钻孔与去钻污工艺,避免孔壁粗糙或残渣。

  3. 可靠性验证:增加热循环测试(TCT)后的功能验证,提前暴露类似缺陷。

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