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一、客戶痛點與背景某企業(yè)在生產(chǎn)化鎳金PCB后，于焊接貼件客戶端發(fā)現(xiàn)嚴重異常：PCB焊盤出現(xiàn)了明顯的潤濕不良，表面存在大面積的拒焊及縮錫現(xiàn)象。該問題嚴重影響了產(chǎn)品的可靠性與生產(chǎn)良率，客戶緊急委托尋找失效真因。二、分析與測試過程接到樣品后，國高材分析測試中心專家團隊迅速響應(yīng)，制定了從宏觀到微觀、從無損到破壞性物理分析的系統(tǒng)化排查方案。1.

現(xiàn)有客戶咨詢PCB板組件在不同環(huán)境下是否會發(fā)生失效，并分析相應(yīng)失效的原因。 PCB板組件往往不僅包括PCB板也包括一些金屬或者塑料結(jié)構(gòu)件，如焊盤、過孔、安裝孔、導(dǎo)線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等。01、 定制試驗方案結(jié)合客戶需求，推薦采用失效環(huán)境模擬對樣品進行老化、然后分析對比老化前后的性能，包括宏觀性能檢查和微觀結(jié)構(gòu)分析。

? 基于電子產(chǎn)品失效物理分析(POF)的有力工具； ? ECAD to FEA ，這個流程可以在幾分鐘完成，仿真在幾小時內(nèi)完成； ? 內(nèi)置豐富數(shù)據(jù)庫（器件/封裝/PCB疊層/材料/焊球），仿真精度在±20%以內(nèi)； ? 解決電子產(chǎn)品溫循疲勞、焊球疲勞、振動疲勞、熱力疲勞、鍍通孔疲勞、半導(dǎo)體損耗、電容失效等

第2章 靜力學(xué)仿真分析2.1 模型建立基于DSP實物模型進行有限元建模，建立429個焊點模型，按照實際安裝布局建立PCB模型，并按照DSP四角實際點膠情況建立環(huán)氧樹脂模型進行模擬，具體材料屬性見下表。

在印制板電子器件封裝中，焊點作為電子器件與PCB基板之間的關(guān)鍵連接，承擔著傳遞電信號、散熱、結(jié)構(gòu)保護與支撐等作用，焊點的失效將直接導(dǎo)致器件的失效，從而會影響到產(chǎn)品的功能和可靠性。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，20%的電子設(shè)備失效是由于振動導(dǎo)致的，而在這些失效中，焊點失效又是最為主要的原因之一。因此對封裝器件及其焊點陣列在隨機振動載荷下的應(yīng)力場進行分析和評估，具有重要的工程價值。

這里列舉了一些采用這種仿真方法的實際示例： 研究灌封化合物的理想溫度范圍 檢查電池內(nèi)部的潛在性能退化機制 對PCBA的焊點結(jié)構(gòu)進行仿真 模擬PCB敷形涂覆對器件可靠性影響 根據(jù)基本原子和分子尺度行為，研究蠕變、疲勞和擴散機制引起的失效案例研究示例：焊點疲勞PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環(huán)導(dǎo)致的焊點疲勞。

這里列舉了一些采用這種仿真方法的實際示例： 研究灌封化合物的理想溫度范圍 檢查電池內(nèi)部的潛在性能退化機制 對PCBA的焊點結(jié)構(gòu)進行仿真 模擬PCB敷形涂覆對器件可靠性影響 根據(jù)基本原子和分子尺度行為，研究蠕變、疲勞和擴散機制引起的失效案例研究示例：焊點疲勞PCBA中最常見的失效機制之一是由熱循環(huán)導(dǎo)致的焊點疲勞。

案例描述在電子產(chǎn)品的振動與可靠性設(shè)計中，PCB 的模態(tài)分析至關(guān)重要。它用于確定電路板的固有頻率和振型，從而預(yù)測其在動態(tài)載荷下是否會發(fā)生共振，導(dǎo)致焊點失效、元件開裂或信號異常。本次將使用一塊電路板的模型來演示電路板的自然頻率/模態(tài)的提取過程，通過這一標準流程，可以明確識別出板上的脆弱區(qū)域，并為優(yōu)化布局、增加剛度或規(guī)避外部激勵頻率提供定量的工程依據(jù)。

概述PCB 組件在工作時產(chǎn)生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

器件下方的彎曲和走線彎曲此外，柔性PCB的最大優(yōu)勢也可能成為其劣勢。在剛性器件下彎曲材料，可能會對將器件連接到導(dǎo)電層的焊料造成顯著應(yīng)變。添加加強筋可以很好地解決這個問題，但這意味著會增加成本。如果走線的布線未考慮應(yīng)力集中，則使焊點產(chǎn)生應(yīng)變的彎曲也會導(dǎo)致傳導(dǎo)電路失效。

更多知識點、注意點、對比分析見收費部分。

焊點疲勞簡介 焊點疲勞是循環(huán)載荷下焊點的失效。這種載荷可能有多種形式（例如跌落/震動，振動，溫度循環(huán)），其中電子設(shè)備中的大多數(shù)焊點疲勞是由熱-機械驅(qū)動的。在溫度循環(huán)期間，由于PCB和組件之間的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，在焊點中產(chǎn)生了應(yīng)力。這導(dǎo)致焊點經(jīng)歷不可恢復(fù)的變形，該變形累積并導(dǎo)致裂紋和最終斷裂。

上的應(yīng)力狀態(tài)大多未知，且機械形變非常復(fù)雜 通常選IC的直角位置，大多時候是很關(guān)鍵的應(yīng)變測量點 電路板的受力大的區(qū)域（例如靠近電容器的區(qū)域），更大的原件會導(dǎo)致PCB的剛度增加 靠近連接件的區(qū)域（焊點容易失效），一些靠近接插件附件的元器件也非常容易失效 * HBM提供的標準PCB測試套件：

對大的PCB，由于板自身重量下墜也會產(chǎn)生翹曲。相關(guān)文章推薦:如何設(shè)計PCB能提高焊接質(zhì)量？ 普通的PBGA器件距離印刷電路板約0.5mm，如果電路板上器件較大，隨著線路板降溫后恢復(fù)正常形狀，焊點將長時間處于應(yīng)力作用之下，如果器件抬高0.1mm就足以導(dǎo)致虛焊開路。

對于一次集成電路，臺階斷鋁、鋁腐蝕較為常見：對于二次集成電路來說，內(nèi)部金屬膜電阻在清洗、擦拭時被劃傷而引起開路失效也是常見的失效模式之一。 ?壓焊絲鍵合問題 常見的壓焊絲鍵合問題引起的失效有以下幾類。 （1）壓焊絲端頭或壓焊點沾污腐蝕造成壓焊點脫落或腐蝕開路。 （2）外壓焊點下的金層附著不牢或發(fā)生金鋁合金，造成壓焊點脫落。

基于此，在產(chǎn)品可靠性測試中，常通過提高環(huán)境溫度來加速失效機制的出現(xiàn)，從而實施各類加速老化與壽命試驗4）濕氣所引起的故障原因水汽滲入、聚合物材料解聚、聚合物結(jié)合能力下降、腐蝕、空洞、線焊點脫開、引線間漏電、芯片與芯片粘片層脫開、焊盤腐蝕、金屬化或引線間短路水汽對電子封裝可靠性的影響:腐蝕失效分層和開裂、改變塑封材料的性質(zhì)。

隨著溫度的增加，電子設(shè)備的失效率呈指數(shù)增長，甚至對于一些器件，環(huán)境溫度每升高 10 ℃，失效率就會增大一倍以上[2]。同樣，在車燈方面，LED燈由于其高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用，但散熱問題也是限制 LED 車燈的一大瓶頸[3-4]。因此，進行汽車級 PCB 熱模型仿真分析，從而為 PCB 的設(shè)計提供指導(dǎo)尤為重要。

焊點焊縫疲勞分析3. 膠水脫粘分層失效分析講師： 劉艷莊 | Ansys China 高級工程師力學(xué)碩士，十年的力學(xué)分析與仿真應(yīng)用，主要負責結(jié)構(gòu)產(chǎn)品Mechanical，工作重點是有限元仿真的技術(shù)支持及推廣。

本次研討會介紹如何通過Ansys Mechanical來評估電子產(chǎn)品界面分層的可靠性風險，主要涵蓋以下要點：Ansys 界面分層失效分析方法；CZM模型分析及其在電子封裝界面分析的應(yīng)用；CZM測試方法和參數(shù)獲取介紹。

在其中，PCB（印刷電路板）和IC（集成電路）板結(jié)構(gòu)是許多設(shè)備的關(guān)鍵部分。PCB-IC板結(jié)構(gòu)通常比較薄，復(fù)雜的電氣布局和敏感的電子元件使其對振動非常敏感。持續(xù)的振動會在板上產(chǎn)生微小的裂縫，可能導(dǎo)致電子元件連接的失效，信號傳輸?shù)闹袛啵踔琳麄€設(shè)備的故障。在某些特定的區(qū)域，由于設(shè)計、材料或工藝因素，疲勞壽命可能更短，需要特別關(guān)注。