電路板的主要組裝故障機構有哪些？
2020-05-19 12:01:49
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?熱所導致的故障-這方面以電鍍通孔故障是最典型的范例
?機械性的故障
?化學性的故障-樹枝狀金屬結構的成長是最典型的范例
電路板會受到各種熱應力中，這些可能是延長曝露在高溫下或是重覆性溫度循環，都可能導致電路板故障。最重要的熱應力來源是：
?印刷電路板制造中的熱沖擊與熱循環：熱沖擊一般定義為溫度升降速度高于?30度/秒，但還是包含任何夠快的升降速率狀態，溫度差異扮演著重要的角色，例如：止焊漆聚合及噴錫。
?印刷電路板組裝中的熱沖擊與循環：例如：膠液聚合、回焊、波焊以及重工使用恪鐵、熱風處理、融熔焊錫槽沾錫等
?運作中的周遭環境熱循環，例如：從室內到室外的溫差，或是地面到大氣層間的溫差，也可能是產品殼內高功率電子零件的熱散失
受到這些熱應力加速的主要電路板故障機構是，電鍍通孔破裂、基材爆板剝離。鍍通孔是電路板受到熱循環最易受傷的部分，也是最頻繁導致電路板運作中故障的位置。鍍通孔包含安裝零件孔及電氣連結孔，右上圖所示為一般通孔容易發生故障的位置。
多數有機樹脂基材是非等向性的，在高于玻璃態轉化溫度Tg時具有高膨脹系數（CTE)，在通孔厚度（Z)方向特別明顯。因為溫度超過Tg，膨脹系數爬升特別明顯，比較多的熱循環會導致Z方向較大應變，特別是在鍍通孔位置。鍍通孔功能類似鉚釘會阻礙膨脹行為，但是銅孔壁受到應力可能會破裂而導致電氣故障。下圖幫助過高的溫度在孔壁上增加的相關應變，故障可能發生在單一循環或者發生在逐步老化破裂模式。
對于高縱橫比通孔的重覆熱沖擊測試，從室溫到電路板制造（例如：噴錫）、組裝回焊溫度（220-250°C )及再度的回焊、波焊、重工等，經過了接近十次或略少的熱循環，就時常會聽到故障問題發生。
以物理角度來看，到達故障的熱循環數會受到循環強加的應變以及銅抗老化能力所影響，這些因素都受到一些環境、材料及制造參數所控制。低循環（Low-Cycle )金屬老化，這個狀態多數應變是塑性應變。當使用高循環老化測試時，這種關系會明顯的低估在運作中發生重覆熱循環的使用壽命。
到目前為止，這些故障模式的模擬都只能幫助篩選產品的質量，無法完全呈現實際產品的狀態，因此選用的測試方法要搭配實際產品需求以免產生誤判。
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