室外LED顯示器燒板失效分析
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1.不良品表面在LED分布中心點(diǎn)位置8*24處被燒糊碳化。
2.不良品表面被燒糊位置對應背面外殼有被熔化、裂紋。
正面圖示
正面放大圖
燒毀位置圖
背面圖示
分析過(guò)程
X-Ray檢測
NG-1不良發(fā)生位置背面有橫向及縱向電源線(xiàn)，頭部位置為焊接點(diǎn)。
NG-2不良發(fā)生位置背面有橫向及縱向電源線(xiàn)，頭部位置為焊接點(diǎn)。焊接點(diǎn)脫落發(fā)生偏移。
說(shuō)明：不良品燒毀位置位于兩根電源線(xiàn)交叉處。被燒壞位置PCBA焊盤(pán)移位且變形。NG-2被燒毀位置電源線(xiàn)與焊接頭分離。
回路阻抗及通電檢測
選取NG-1 NG-2及OK顯示屏進(jìn)行測試比較：
NG-1
NG-2
OK-1
說(shuō)明：不良品VCC-GND電源回路存在短路現象，電源啟動(dòng)保護動(dòng)作，顯示器不顯示。
解體檢測
NG-1解開(kāi)后蓋后PCBA背面狀態(tài)：
取下GND跨接線(xiàn)后確認右邊焊點(diǎn)狀態(tài)（非端子部焊接一端）
說(shuō)明： GND跨接線(xiàn)右端（印字上邊框線(xiàn)邊緣位置處）焊接點(diǎn)未發(fā)現規整的焊盤(pán)結構，且焊接點(diǎn)為60度斜向。
OK-2 樣品解開(kāi)后蓋后PCBA背面狀態(tài)：
GND跨接線(xiàn)右端焊點(diǎn)虛焊，焊點(diǎn)可輕推松開(kāi)。此處無(wú)規整的焊盤(pán)結構，焊接處呈60度角，有刮擦的痕跡。
說(shuō)明：從此產(chǎn)品的設計來(lái)看，推測PCBA背面的電源焊接線(xiàn)（三根,長(cháng)2根，短1根）并非產(chǎn)品設計時(shí)所有，應為后期防止回路電流過(guò)大進(jìn)行的追加變更。
NG-1 VS NG-2發(fā)生位置綜合比較分析
NG-1不良位置分布圖：
中心點(diǎn)位置8*24，位于電源接頭焊接附近。
NG-2不良位置分布圖：
中心點(diǎn)位置5*21,與電源接頭焊接處重合。
說(shuō)明：不良品發(fā)生不良的位置與電源接頭焊接處靠近。
NG-1 VCC電源焊點(diǎn)處切片分析
VCC(5V)焊點(diǎn)擴大圖
銅箔厚度測定
說(shuō)明：
1.焊點(diǎn)與其正下方的GND通孔之間的阻焊層被破壞，內部有燒蝕的痕跡。
2.VCC端子銅箔下方和焊點(diǎn)正下方的GND通孔內有焊錫殘留。
3.銅箔厚度測定結果參照上圖。
OK顯示屏 VCC電源焊點(diǎn)處切片分析
說(shuō)明：
OK顯示屏VCC電源端子焊點(diǎn)內部未發(fā)現燒蝕痕跡。
焊點(diǎn)與其正下方的GND通孔之間的阻焊層狀態(tài)完好，VCC 5.0V焊點(diǎn)與正下方GND通孔的絕緣電氣間隙為39.61μm（通過(guò)阻焊層進(jìn)行絕緣）。（注：PCB行業(yè)內低壓直流電源之間的最小設計絕緣電氣間隙一般大于100μm）
VCC電源連接線(xiàn)回路電流測定
說(shuō)明：此產(chǎn)品通過(guò)VCC電源線(xiàn)回路的電流為0.538A左右，工作電流較大。
NG-1 VCC焊點(diǎn)SEM觀(guān)察
說(shuō)明：
此位置VCC電源與GND通孔之間的絕緣電氣間隙只有39.61μm，明顯小于行業(yè)設計標準。結合燒蝕斷面形貌觀(guān)察，判斷VCC與GND之間因絕緣電氣設計間隙過(guò)小，導致出現電火花燒蝕。
OK-2 VCC焊點(diǎn)SEM觀(guān)察
說(shuō)明：OK顯示屏VCC焊點(diǎn)SEM觀(guān)察結果與其切片后的金相觀(guān)察結果一致。
NG-2 VCC焊點(diǎn)位置EDS測試
說(shuō)明：
根據以上各譜圖位置的EDS測試結果及特征元素分析：
1.譜圖1及譜圖4處的殘留物與VCC焊點(diǎn)的特征元素一致。結合形貌觀(guān)察，判斷此殘留物為VCC焊點(diǎn)的錫因打火高溫熔化后，破壞阻焊層溢出所致。
2.譜圖8處EDS測試結果的特征元素與阻焊層一致。從形貌觀(guān)察來(lái)看，阻焊層形態(tài)被破壞。
分析結果
1.不良品回路測試VCC與GND之間短路，通電測試LED顯示器不顯示。
2.不良品不良現象發(fā)生位置中心點(diǎn)NG-2與PCBA背面VCC焊點(diǎn)端重合。NG-1發(fā)生位置中心點(diǎn)距離PCBA背面VCC焊點(diǎn)端3個(gè)LED燈珠的距離，其不良的邊緣到達VCC焊點(diǎn)處。
3.PCBA背面的三根電源線(xiàn)推測為客戶(hù)為實(shí)施某種改善后追加的導線(xiàn)。
4.VCC焊點(diǎn)與其正下方的GND通孔之間存在電火花將焊錫熔化溢出到VCC焊盤(pán)下方及GND通孔內。
5.VCC與GND之間產(chǎn)生的電火花產(chǎn)生的高溫通過(guò)PCB樹(shù)脂層傳到到PCBA的表面和背面，在有氧環(huán)境和室外風(fēng)力的催化作用下引起局部起火燒焦、碳化。當故障達到一定程度，回路電阻下降，電源保護作用啟動(dòng)，顯示器停止工作。
6. VCC與GND之間產(chǎn)生的電火花的原因為：
正常品測試此位置VCC與GND通孔之間電氣絕緣間隙過(guò)小，為39.61μm，遠小于PCB行業(yè)針對低壓線(xiàn)路設計標準(大于100μm)（主要原因）；
阻焊層的絕緣性能下降（手工焊接時(shí)阻焊層被某種程度損壞或室外惡劣環(huán)境濕氣進(jìn)入等）；
分析結論：
VCC焊接端與其正下方的GND通孔之間產(chǎn)生電火花導致LED產(chǎn)生燒蝕故障。
改善方案
VCC（電源正極）焊接端子時(shí)選擇避開(kāi)其下方的GND導通孔。
新陽(yáng)檢測中心有話(huà)說(shuō)：
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