印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產品的可靠性。為了保證和提高電子產品的質量和可靠性，對失效進行全面的理化分析，確認失效的內在機理，從而有針對性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測試分析技術和分析程序確認電子元器件的失效現象，分辨其失效模式和失效機理，確認最終的失效原因，提出改進設計和制造工藝的建議，防止失效的重復出現，提高元器件可靠性。
集成電路復雜度與性能要求的持續攀升，疊加設計、制造、封裝及應用環節的潛在風險，導致短路、開路、漏電、燒毀、參數漂移等關鍵失效模式頻發。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統宕機，更常引發設計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責任爭議，帶來重大經濟損失與信譽風險。
高分子材料性能要求持續提升，而客戶對高要求產品及工藝的理解差異，導致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發，常引發供應商與用戶間的責任糾紛及重大經濟損失。
金屬構件服役環境日益苛刻，對材料性能和結構可靠性提出更高要求。然而，設計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當使用等因素，極易引發疲勞斷裂、應力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
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看似正常的PCBA，為何無法開機？

發布時間： 2026-02-26 00:00
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病例摘要


  • 845SOM PCBA

  • 突發性功能喪失，表現為設備無法開機

  • 同一批次4個樣本（含點膠與未點膠兩種工藝）先后出現相同故障

  • 常規外觀檢查、X-RAY透視均未發現異常

  • 啟動自檢數據顯示信號傳輸中斷，發熱后可暫時緩解

近期，某智能終端產品在客戶端反饋：多片PCBA出現不開機故障，涉及點膠與未點膠兩種工藝狀態。失效現象一致：上電后無法正常啟動，嚴重影響產品交付與客戶體驗。

面對這樣的失效，如何快速定位問題？是焊接問題？芯片本身？還是PCB板？我們通過一系列失效分析手段，逐步揭開真相...


? 外觀檢查：無明顯異常 

4片樣品中，1#、2#為點膠失效，3#、4#為未點膠失效。初步外觀觀察，除3#、4#有導線引出外，未見明顯物理損傷或異常。


? X-RAY測試：內部結構未見異常 

失效樣品POP芯片X-RAY圖

失效樣品PM芯片X-RAY圖

對POP封裝芯片及PM芯片進行X-RAY透視檢查，未發現焊接短路、空洞、橋接等明顯異常，初步排除典型焊接缺陷。


 ?? 啟動自檢分析：故障指向芯片周邊電路

通過串口輸出數據分析：

1#樣品首次通電串口輸出數據顯示“ERROR: Out of Bound Temp Conditon Occured, Performing AFP:  VBATT TEMP : -30 DegC.; Min Limit: -20; Max Limit: 80;”，說明電源管理芯片有異常

1#樣品通電一段時間后重啟，串口的數據，PON寄存器數值與正常的不一致

2#首次通電串口輸出數據與1#樣品一致

2#樣品重啟后串口輸出數據，顯示UFS錯誤

2#樣品重啟后串口輸出數據追查，判斷可能是flash存儲器出錯

3#樣品輸出數據，顯示PM與DDR可能有問題，DDR在開始初始化后輸出數據就停止輸出

  • 1#、2#樣品首次通電報“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#樣品無任何輸出。

結果顯示，故障可能與信號傳輸中斷有關，且發熱可暫時緩解部分異常，提示接觸不良類問題。


 ?? 切片分析：發現問題端倪

對POP芯片進行在板切片：

1#樣品切片第1排，發現POP芯片填充膠未填充完全

3#失效樣品的POP做切片測試，發現POP背面的PCB上的一個電容有裂紋

  • 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埋孔位置發現裂紋或界面異常。


 ?? SEM測試：裂紋與空洞清晰可見

進一步通過掃描電鏡觀察：

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。

這些異常結構會導致信號路徑阻抗變化，影響信號完整性，最終引發不開機故障。



結論

PCBA失效的主要原因為POP芯片底部PCB埋孔存在開裂及界面空洞異常，導致埋孔阻抗增大，信號傳輸異常。個別樣品中電容裂紋也為次生因素。

建議

  • PCB來料可靠性評估： 加強對PCB的熱應力測試，特別是埋孔結構的可靠性驗證，防止異常物料流入產線；

  • 工藝過程應力控制： 對回流焊、點膠等工序進行應力應變測試，優化工藝參數，減少對PCB和元件的機械熱應力影響。


你有沒有遇到過PCBA因PCB內部結構問題導致的失效？


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