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病例摘要
845SOM PCBA
突發(fā)性功能喪失，表現(xiàn)為設(shè)備無(wú)法開(kāi)機(jī)
同一批次4個(gè)樣本（含點(diǎn)膠與未點(diǎn)膠兩種工藝）先后出現(xiàn)相同故障
常規(guī)外觀檢查、X-RAY透視均未發(fā)現(xiàn)異常
啟動(dòng)自檢數(shù)據(jù)顯示信號(hào)傳輸中斷，發(fā)熱后可暫時(shí)緩解
近期，某智能終端產(chǎn)品在客戶端反饋：多片PCBA出現(xiàn)不開(kāi)機(jī)故障，涉及點(diǎn)膠與未點(diǎn)膠兩種工藝狀態(tài)。失效現(xiàn)象一致：上電后無(wú)法正常啟動(dòng)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品交付與客戶體驗(yàn)。
面對(duì)這樣的失效，如何快速定位問(wèn)題？是焊接問(wèn)題？芯片本身？還是PCB板？我們通過(guò)一系列失效分析手段，逐步揭開(kāi)真相...
? 外觀檢查：無(wú)明顯異常
4片樣品中，1#、2#為點(diǎn)膠失效，3#、4#為未點(diǎn)膠失效。初步外觀觀察，除3#、4#有導(dǎo)線引出外，未見(jiàn)明顯物理?yè)p傷或異常。
? X-RAY測(cè)試：內(nèi)部結(jié)構(gòu)未見(jiàn)異常
失效樣品POP芯片X-RAY圖
失效樣品PM芯片X-RAY圖
對(duì)POP封裝芯片及PM芯片進(jìn)行X-RAY透視檢查，未發(fā)現(xiàn)焊接短路、空洞、橋接等明顯異常，初步排除典型焊接缺陷。
?? 啟動(dòng)自檢分析：故障指向芯片周邊電路
通過(guò)串口輸出數(shù)據(jù)分析：
1#樣品首次通電串口輸出數(shù)據(jù)顯示“ERROR: Out of Bound Temp Conditon Occured, Performing AFP: VBATT TEMP : -30 DegC.; Min Limit: -20; Max Limit: 80;”，說(shuō)明電源管理芯片有異常
1#樣品通電一段時(shí)間后重啟，串口的數(shù)據(jù)，PON寄存器數(shù)值與正常的不一致
2#首次通電串口輸出數(shù)據(jù)與1#樣品一致
2#樣品重啟后串口輸出數(shù)據(jù)，顯示UFS錯(cuò)誤
2#樣品重啟后串口輸出數(shù)據(jù)追查，判斷可能是flash存儲(chǔ)器出錯(cuò)
3#樣品輸出數(shù)據(jù)，顯示PM與DDR可能有問(wèn)題，DDR在開(kāi)始初始化后輸出數(shù)據(jù)就停止輸出
1#、2#樣品首次通電報(bào)“電池溫度超出范圍”，提示可能為CPU或電源管理芯片引腳懸空；
3#樣品PM與DDR初始化中斷；
4#樣品無(wú)任何輸出。
結(jié)果顯示，故障可能與信號(hào)傳輸中斷有關(guān)，且發(fā)熱可暫時(shí)緩解部分異常，提示接觸不良類問(wèn)題。
?? 切片分析：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題端倪
對(duì)POP芯片進(jìn)行在板切片：
1#樣品切片第1排，發(fā)現(xiàn)POP芯片填充膠未填充完全
3#失效樣品的POP做切片測(cè)試，發(fā)現(xiàn)POP背面的PCB上的一個(gè)電容有裂紋
1#樣品填充膠未完全填充；
3#樣品POP背面電容存在裂紋；
所有樣品均在POP芯片下方的PCB埋孔位置發(fā)現(xiàn)裂紋或界面異常。
?? SEM測(cè)試：裂紋與空洞清晰可見(jiàn)
進(jìn)一步通過(guò)掃描電鏡觀察：
1#樣品切片的第8排切片截面埋孔裂紋SEM照片
2#樣品切片的第6排切片截面埋孔裂紋SEM照片
4#樣品切片的第5排切片截面埋孔裂紋SEM照片
1#、4#樣品埋孔有明顯裂紋；
2#樣品埋孔界面存在明顯空洞。
這些異常結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)路徑阻抗變化，影響信號(hào)完整性，最終引發(fā)不開(kāi)機(jī)故障。
結(jié)論
PCBA失效的主要原因?yàn)镻OP芯片底部PCB埋孔存在開(kāi)裂及界面空洞異常，導(dǎo)致埋孔阻抗增大，信號(hào)傳輸異常。個(gè)別樣品中電容裂紋也為次生因素。
建議
PCB來(lái)料可靠性評(píng)估： 加強(qiáng)對(duì)PCB的熱應(yīng)力測(cè)試，特別是埋孔結(jié)構(gòu)的可靠性驗(yàn)證，防止異常物料流入產(chǎn)線；
工藝過(guò)程應(yīng)力控制： 對(duì)回流焊、點(diǎn)膠等工序進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試，優(yōu)化工藝參數(shù)，減少對(duì)PCB和元件的機(jī)械熱應(yīng)力影響。
你有沒(méi)有遇到過(guò)PCBA因PCB內(nèi)部結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的失效？
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