作为各类元器件的载体与电路旌旗灯号传输的关头PCB已成为电子信息产物的为首要而关头的局部，其品质的口角与靠得住性水平决议了零件装备的品质与靠得住性。可是因为本钱和手艺的缘由，PCB在出产和操纵进程中呈现了大批的生效题目。
那末久要用到一些经常操纵的生效阐发手艺。介于PCB的规划特色与生效的首要形式，本文将重点先容九项用于PCB生效阐发的手艺，包含：外表查抄、X射线透视查抄、金相切片阐发、热阐发、光电子能谱阐发、显微红外阐发、扫描电镜阐发和X射线能谱阐发等。此中金相切片阐发是属于粉碎性的阐发手艺，一旦操纵了这两种手艺，样品就粉碎了，且没法规复；别的因为制样的请求，能够或许扫描电镜阐发和X射线能谱阐发偶然也须要局部粉碎样品。别的，在阐发的进程中能够或许还会因为生效定位和生效缘由的考证的须要，能够或许须要操纵如热应力、电机能、可焊性测试与尺寸丈量等方面的实验手艺，这里就不特地先容了。
1 外表查抄外表查抄便是目测或操纵一些简略仪器，如立体显微镜、金相显微镜乃至缩小镜等东西查抄PCB的外表，寻觅生效的部位和相干的人证，首要的感化便是生效定位和开端判定PCB的生效形式。外表查抄首要查抄PCB的净化、侵蚀、爆板的位置、电路布线和生效的纪律性、如是批次的或是个体，是否是老是集合在某个地区等等。别的，有良多PCB的生效是在组装成PCBA后才发明，是否是组装工艺进程和进程所用资料的影响致使的生效也须要细心查抄生效地区的特点。
2 X射线透视查抄对某些不能经由进程外表查抄到的部位和PCB的通孔外部和其余外部缺点，只好操纵X射线透视体系来查抄。X光透视体系便是操纵差别资料厚度或是差别资料密度对X光的吸湿或透过率的差别道理来成像。该手艺更多地用来查抄PCBA焊点外部的缺点、通孔外部缺点和高密度封装的BGA或CSP器件的缺点焊点的定位。今朝的财产X光透视装备的分辩率能够或许到达一个微米以下，并正由二维向三维成像的装备改变，乃至已有五维(5D)的装备用于封装的查抄，可是这类5D的X光透视体系很是珍贵，很少在财产界有现实的操纵。
3 切片阐发切片阐发便是经由进程取样、镶嵌、切片、抛磨、侵蚀、察看等一系列手腕和步骤获得PCB横截面规划的进程。经由进程切片阐发能够或许获得反应PCB(通孔、镀层等)品质的微观规划的丰硕信息，为下一步的品质改良供给很好的按照。可是该体例是粉碎性的，一旦停止了切片，样品就必然受到粉碎；同时该体例制样请求高，制样耗时也较长，须要练习有素的手艺职员来实现。请求详细的切片功课进程，能够或许参考IPC的规范IPC－TM－650 2.1.1和IPC－MS－810划定的流程停止。
4 扫描声学显微镜今朝用于电子封装或组装阐发的首要是C形式的超声扫描声学显微镜，它是操纵高频超声波在资料不延续界面上反射产生的振幅及位相与极性变更来成像，其扫描体例是沿着Z轴扫描X－Y立体的信息。是以，扫描声学显微镜能够或许用来检测元器件、资料和PCB与PCBA外部的各类缺点，包含裂纹、分层、同化物和浮泛等。若是扫描声学的频次宽度充足的话，还能够或许间接检测到焊点的外部缺点。典范的扫描声学的图象是以白色的警示色表现缺点的存在，因为大批塑料封装的元器件操纵在smt工艺中，由有铅转换成无铅工艺的进程中，大批的湿润回流敏感题目产生，即吸湿的塑封器件会在更高的无铅工艺温度下回流时呈现外部或基板分层开裂景象，在无铅工艺的低温下通俗的PCB也会经常呈现爆板景象。此时，扫描声学显微镜就凸现其在多层高密度PCB无损探伤方面的出格上风。而普通的较着的爆板则只需经由进程目测外表便能够或许检测出来。
5 显微红外阐发显微红外阐发便是将红外光谱与显微镜连系在一路的阐发体例，它操纵差别资料(首要是无机物)对红外光谱差别接收的道理，阐发资料的化合物成份，再连系显微镜能够或许使可见光与红外光同光路，只需在可见的视场下，便能够或许够寻觅要阐发微量的无机净化物。若是不显微镜的连系，凡是红外光谱只能阐发样品量较多的样品。而电子工艺中良多环境是微量净化便能够或许够致使PCB焊盘或引线脚的可焊性不良，能够或许设想，不显微镜配套的红外光谱是很难处置工艺题目的。显微红外阐发的首要用处便是阐发被焊面或焊点外表的无机净化物，阐发侵蚀或可焊性不良的缘由。
6 扫描电子显微镜阐发扫描电子显微镜(SEM)是停止生效阐发的一种有效的大型电子显微成像体系，其任务道理是操纵阴极发射的电子束经阳极加快，由磁透镜聚焦后构成一束直径为几十至几千埃(A)的电子束流，在扫描线圈的偏转感化下，电子束以必然时候和空间挨次在试样外表作逐点式扫描活动，这束高能电子束轰击到样品外表上会激起出多种信息，颠末搜集缩小便能够或许从显现屏上获得各类响应的图形。激起的二次电子产生于样品外表5~10nm范围内，是以，二次电子能够或许较好的反应样品外表的描摹，以是经常操纵作描摹察看；而激起的背散射电子则产生于样品外表100~1000nm范围内，跟着物资原子序数的差别而发射差别特点的背散射电子，是以背散射电子图象具备描摹特点和原子序数辨别的才能，也是以，背散射电子像可反应化学元素成份的散布。现时的扫描电子显微镜的功效已很强大，任何邃密规划或外表特点都可缩小到几十万倍停止察看与阐发。
在PCB或焊点的生效阐发方面，SEM首要用来作生效机理的阐发，详细说来便是用来察看焊盘外表的描摹规划、焊点金相构造、丈量金属间化物、可焊性镀层阐发和做锡须阐发丈量等。与光学显微镜差别，扫描电镜所成的是电子像，是以只要口角两色，并且扫描电镜的试样请求导电，对非导体和局部半导体须要喷金或碳处置，不然电荷堆积在样品外表就影响样品的察看。别的，扫描电镜图象景深远弘远于光学显微镜，是针对金相规划、显微断口和锡须等不平坦样品的首要阐发体例。
7 X射线能谱阐发下面所说的扫描电镜普通都配有X射线能谱仪。当高能的电子束撞击样品外表时，外表物资的原子中的内层电子被轰击逸出，外层电子向低能级跃迁时就会激起出特点X射线，差别元素的原子能级差差别而收回的特点X射线就差别，是以，能够或许将样品收回的特点X射线作为化学成份阐发。同时按照检测X射线的旌旗灯号为特点波长或特点能量又将响应的仪器别离叫波谱分离谱仪(简称波谱仪，WDS)和能量分离谱仪(简称能谱仪，EDS)，波谱仪的分辩率比能谱仪高，能谱仪的阐发速率比波谱仪快。因为能谱仪的速率快且本钱低，以是普通的扫描电镜设置装备摆设的都是能谱仪。
跟着电子束的扫描体例差别，能谱仪能够或许停止外表的点阐发、线阐发和面阐发，可获得元素差别散布的信息。点阐发获得一点的一切元素；线阐发每次对指定的一条线做一种元素阐发，屡次扫描获得一切元素的线散布；面阐发对一个指定面内的一切元素阐发，测得元素含量是丈量面范围的均匀值。
在PCB的阐发上，能谱仪首要用于焊盘外表的成份阐发，可焊性不良的焊盘与引线脚外表净化物的元素阐发。能谱仪的定量阐发的精确度无限，低于0.1%的含量普通不易检出。能谱与SEM连系操纵能够或许同时获得外表描摹与成份的信息，这是它们操纵普遍的缘由地点。
8 光电子能谱(XPS)样品受X射线照耀时，外表原子的内壳层电子会离开原子核的束厄局促而逸出固体外表构成电子，丈量其动能Ex，可获得原子的内壳层电子的连系能Eb，Eb因差别元素和差别电子壳层而异，它是原子的“指纹”标识参数，构成的谱线即为光电子能谱(XPS)。XPS能够或许用来停止样品外表浅外表(几个纳米级)元素的定性和定量阐发。别的，还可按照连系能的化学位移获得有关元素化学价态的信息。能给出外表层原子价态与四周元素键合等信息；入射束为X射线光子束，是以可停止绝缘样品阐发，不毁伤被阐发样品疾速多元素阐发；还能够或许在氩离子剥离的环境下对多层停止纵向的元素散布阐发(可参见前面的案例)，且活络度远比能谱(EDS)高。XPS在PCB的阐发方面首要用于焊盘镀层品质的阐发、净化物阐发和氧化水平的阐发，以肯定可焊性不良的深条理缘由。
9 热阐发差示扫描量热法(Differential Scanning Calorim- etry)：在法式控温下，丈量输出到物资与参比物资之间的功率差与温度(或时候)干系的一种体例。DSC在试样和参比物容器下装有两组弥补加热丝，当试样在加热进程中因为热效应与参比物之间呈现温差ΔT时，可经由进程差热缩小电路和差动热量弥补缩小器，使流入弥补电热丝的电流产生变更，而使双方热量均衡，温差ΔT消逝，并记实试样和参比物下两只电热弥补的热功率之差随温度(或时候)的变更干系，按照这类变更干系，可研讨阐发资料的物理化学及热力学机能。DSC的操纵普遍，但在PCB的阐发方面首要用于丈量PCB上所用的各类高份子资料的固化水平(比方图2)、玻璃态转化温度，这两个参数决议着PCB在后续工艺进程中的靠得住性。
热机器阐发仪 (TMA)：热机器阐发手艺(Thermal Mechanical Analysis)用于法式控温下，丈量固体、液体和凝胶在热或机器力感化下的形变机能，经常操纵的负荷体例有紧缩、针入、拉伸、曲折等。测试探头由牢固在其下面的悬臂梁和螺旋弹簧撑持，经由进程马达对试样施加载荷，当试样产生形变时，差动变压器检测到此变更，并连同温度、应力和应变等数据停止处置后可获得物资在可疏忽负荷下形变与温度(或时候)的干系。按照形变与温度(或时候)的干系，可研讨阐发资料的物理化学及热力学机能。TMA的操纵普遍，在PCB的阐发方面首要用于PCB关头的两个参数：丈量其线性收缩系数和玻璃态转化温度。收缩系数过大的基材的PCB在焊接组装后经常会致使金属化孔的断裂生效。
因为PCB高密度的成长趋向和无铅与无卤的环保请求，愈来愈多的PCB呈现了润湿不良、爆板、分层、CAF等等各类生效题目。先容这些阐发手艺在现实案例中的操纵。PCB生效机理与缘由的获得将有益于未来对PCB的品质节制，从而防止近似题目的再度产生。