PCB内层短路失效分析方法

PCB内层短路失效分析方法一、前言：据GJB7548-2012挠性印制板通用规范要求：“绝缘测试时，相邻导体间的绝缘电阻应大于100MQ”，可进行如下定义：绝缘不良指绝缘电阻值大于100Q而小于100MQ之情况。绝缘电阻不大于10Q视为完全短路，绝缘电阻大于100（含10Q）视为微短，完全短路和微短统称为短路。二不良板信息描述某型号的4层刚性PCB样品在电子测试时被检测到存在短路现象，不良样品数量仅为1块。不良板外观图如下：图1不良板外观图如图1所示，A、B两点即为短路点。三、数据分析3.1阻值确认使用万用表对A、B两个短路点之间的电阻值进行测量，结果如图2所示:图2短路点的阻值确认通过万用表测得A、B两点之间的电阻值仅为0.2Q,表明两个标记点之间已经短路。3.2网络图确认通过查询该板的CAM文件,确认到A、B两点分别处于不同的2个网络中。短路点A、B分别所属的网络的具体分布情况如图3所示:A点所在网络-LhB点所在网络-LAA点所在网络-LbB点所在网络-Lh图3短路点所在网络确认通过对不良位置的网络分布进行分析，发现A点所在的a网络中，L1层、L2层和L4层的导电图形为大铜皮，L3层分布有大量起着层间导通作用的PTH孑L；在B点所在的b网络中，L1层和L4层的导电图形主要为焊盘或孔环，L2层、L3层的导电图形分别为孤立孔和大铜皮。3.3网络分割确认在L1层，b网络的图形相对简单且分散，可对b网络进行切割分析：使用自动取样机对目标区域进行切割取样，对各模块上b网络中的表层焊盘与大铜皮之间的电阻值进行测量，直至找到切割后依然存在短路现象的模块。分割位置示意图与短路模块的电阻测量结果如图4所示：CS而-CAM文件.cs面-实物板匸图4短路模块分割与电阻测量在切割得到的4个模块中，4#模块上b网络的焊盘与a网络的表层大铜皮之间的电阻值为0.001Q,表明此模块中的a、b两个网络之间依然短路。另一方面，在切除4#模块以后，用万用表测得不良板剩余部分的b网络的表层焊盘与a网络的表层铜皮之间的电阻值为8；表明切除4#模块后，不良板剩余部分的a、b两个网络之间的不存在短路。而且，褪去表层的阻焊后，在CS面和SS面均未发现蚀刻不良现象。3.4水平切片确认将短路的4#模块制备成水平切片，从L1层逐层向下研磨，过程中逐层对比切片观察图与对应位置的CAM文件,直至找到异常位置。结果如图5所示：切片圏口层-CAM文件-L2层CAM文件丄咅层门切片图-L3层（放大图1）p切片图工3层（放大图弟-图5水平切片确认与文件对比从图5中可以看出，在短路模块的L2层未发现明显异常；但水平切片的L3层观察结果显示：a网络的过孔与b网络的大铜皮之间存在残铜，从外观判断，该处的残铜是蚀刻不净造成的。经过测量，孔与铜皮之间的电阻值仅为0.002Q,表明此处的过孔与铜皮已经短路。四、综合分析(1)通过查询CAM文件和电阻值测量可知，客户反馈的A点、B点所在的网络为2个不同的网络，并且两个网络之间存在短路现象；(2) 观察样品外观，未发现阻焊层存在明显异物，褪去表层的阻焊后，在CS面和SS面均未发现蚀刻不良(3) 查CAM文件可知，CS面上有很多焊盘与B点属同一网络，将这些网络初步划分为4个模块，将这些模块依次切下，然后使用通过万用表测量这些焊盘与大铜皮的电阻值，发现仅有4#模块上a网络、b网络之间的电阻为0.0010,而剩下的不良板上a网络、b网络之间的电阻值为8；(4) 对4#模块进行水平切片分析，通过立体显微镜逐层观察切片截面形貌并对比CAM文件，发现在L3层中a网络的通孔与b网络的铜皮之间存在由于蚀刻不净造成的残铜，导致样品短路。五、分析结论L3层蚀刻不净是导致该不良PCB板发生短路的主要原因。