【關鍵詞】油墨、PCB油墨脫落、 SEM觀察、 EDS成分分析、附著力測試

摘要

某PCB產品SMT上件后出現油墨脫落現象，通過表面金相觀察，斷面金相觀察，SEM觀察，EDS分析，油墨附著力測試等手段查找失效原因。PCBA樣品發生的油墨脫落全部出現在線路上，對異常位置進行表面&斷面分析均發現銅面上有異物殘留，推測可能是銅面上有異物殘留，油墨與銅面結合力不足，在SMT上件時受熱膨脹導致油墨脫落現象。

1案例背景

失效樣品為某型號單面貼片PCBA板，該PCB板經過一次SMT后，發現PCB油墨脫落現象，樣品的失效率大概在百分之二左右。

2分析方法簡述

2.1外觀檢查

通過對失效樣品進行外觀體視顯微鏡觀察(圖1)油墨脫落位置全部出現在線路上。

圖1 體式顯微鏡表面觀察

2.2 油墨脫落位置表面金相觀察

通過對油墨脫落位置進行表面金相觀察(圖2&圖3)，發現油墨脫落處的銅面上有異物殘留。

圖2、3  油墨脫落位置表面金相觀察

2.3油墨脫落位置1表面SEM觀察&EDS分析

表面SEM觀察，發現油墨脫落處的銅面上有異物殘留；對異物和油墨進行EDS分析比對，異物上附有“Cl”、“K”異常元素。(圖4)

圖4 油墨脫落位置1表面SEM觀察&EDS分析

2.4油墨脫落位置2表面SEM觀察&EDS分析

表面SEM觀察，發現油墨脫落處的銅面上有龜裂狀異物殘留(這種異物在SEM掃描時會出現龜裂老化現象)；對異物進行EDS分析，檢出“Cl”、“N”、“K”異常元素。(圖5)

圖5 油墨脫落位置2表面SEM觀察&EDS分析

2.5油墨脫落位置3斷面金相觀察和SEM觀察

斷面金相觀察(圖6)&SEM觀察(圖7)，發現起泡油墨與銅面之間有異物殘留。

圖6 油墨脫落位置3斷面金相觀察

 2.6油墨脫落位置3斷面EDS分析

對異物進行EDS分析，檢出“N” 、“Cl”異常元素,“C”含量偏高(達70.82%)。(圖8)

圖8 油墨脫落位置3斷面EDS分析

2.7油墨脫落位置4斷面金相觀察和SEM觀察

斷面金相觀察(圖9)&SEM觀察(圖10)，發現起泡油墨與銅面之間有異物殘留。

圖9 油墨脫落位置4斷面金相觀察

圖10油墨脫落位置4斷面SEM觀察

2.8 PCBA阻焊油墨附著力測試

對PCBA進行阻焊油墨附著力測試，測試后有油墨脫落現象。(圖11)

圖11 PCBA阻焊油墨附著力測試

2.9 PCB阻焊油墨附著力測試

對PCB進行阻焊油墨附著力測試，測試后無油墨脫落現象。(圖12)

圖12 PCB阻焊油墨附著力測試

3結論

1. PCBA樣品發生的油墨脫落全部出現在線路上，對異常位置進行表面&斷面分析均發現銅面上有異物殘留，推測可能是銅面上有異物殘留，油墨與銅面結合力不足，在SMT上件時受熱膨脹導致油墨脫落現象；

2. PCBA阻焊油墨附著力測試出現油墨脫落是因為油墨與銅面間有異物存在導致。

4建議

尋找銅面上異物來源，防焊前清除銅面上異物。