電路板的機械故障包括彈性和塑性變形、疲勞斷裂的開始和擴展、脆性斷裂、翹曲以及蠕變和蠕變斷裂。
彈性和塑性變形
變形只是可以改變物體形狀和大小的變形。它有兩種類型:彈性和塑料。彈性變形是暫時的,在去除引起應力和變形的外力后就會消失。然而,塑性變形是永久性的,即使在去除產生應力的外力后仍會保持變形。PCB包括銅箔、樹脂、玻璃布和其他具有不同化學和物理特性的材料。將這些板材壓在一起有時會導致變形。除此之外,機械切割(V-scoring)、濕化學工藝和高溫也會引起變形。
脆性斷裂
脆性斷裂是設備在壓力下快速破裂而突然發生的故障類型。在這種情況下,材料沒有降解或破損的跡象。在電路板中,這種類型的故障發生在焊點處。這些斷裂是由于零件在組裝、測試和運輸過程中出現的拉伸應力而產生的。此外,由于受到沖擊、振動和熱漂移,這些裂縫的存在。
焊點脆性斷裂
翹曲
翹曲是設備由于熱和濕氣而偏離原始形狀的扭曲或彎曲。PCB翹曲會在回流焊接周期中改變電路板的輪廓。翹曲的原因包括電路板設計過程中的不平衡層、焊接過程中的熱擴展(由于不同的材料特性)以及零件、散熱器或屏蔽的重量。
翹曲的PCB
蠕變
蠕變是由溫度升高和壓力恒定引起的與時間有關的變形。由蠕變引起的破壞稱為蠕變斷裂。表面成型會產生蠕變腐蝕。根據RoHS指令,電子行業必須專注于無鉛表面成型。一種具有成本效益的選擇是浸銀,但它更有可能導致蠕變。ENIG(化學鍍鎳浸金)和OSP(有機可焊性防腐劑)具有低蠕變風險。在惡劣的氣氛中,蠕變失效的危險性越來越大。如今,研究人員正在研究先進的無鉛表面成型以降低這種風險。
蠕變腐蝕
疲勞
疲勞是材料在循環載荷作用下裂紋的產生和發展。在填充板中,焊接疲勞是一個嚴重的故障。不一致的CTE是導致焊接疲勞的根本原因。CTE確定材料在溫度偏差期間的收縮和擴展。將低CTE零件焊接到低CTE板上,將高CTE零件焊接到高CTE板上是一種很好的做法。如果不匹配,最終會由于熱效應和晝夜效應而形成焊料疲勞。
2.2熱故障
當零件被加熱到其臨界溫度(例如玻璃化轉變溫度(Tg)、熔點或閃點)以上時,就會發生熱故障。Tg是基材從剛性狀態變為彈性狀態時的溫度。基板決定了電路板的Tg值。如果工作溫度超過Tg,則會導致熱失效,從而導致零件燒毀。
2.3環境故障
環境故障是由異物、濕氣、灰塵、電涌和受熱引起的。
審核編輯 :李倩
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原文標題:PCB常見故障1
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