电子元器件二级封装载板——印制电路板(PCB, Printed Circuit Board)广泛用于各类电子产品,以实现元器件间的电气导通和信号传输。然而,在表面贴装器件时或使用过程中,常会因电路设计、板件选材、组装工艺、服役环境等因素造成PCB失效。常见失效模式有三种,即信号传送终止、信号中断和信号改变,导致整个产品无法正常使用。因此,对失效PCB进行系统分析非常必要,不仅可提高电子产品的电气可靠性,而且对保证其结构完整性具有重要的参考价值。本论文首先介绍了电子产品失效分析的基本概念、失效类型和失效起因；阐述了PCB的研究背景,包括制造和结构；系统总结了常见的缺陷及表征分析方法,并进一步综述了PCB盲孔与焊点的研究现状；重点对两种不同型号的手机用PCB进行了细致的失效分析。通过自动光学检测(AOI,Automatic optical inspection)发现,本案例中PCB的故障主要为开路和短路两类,即：盲孔开裂引起的开路和不明物散落引起的电气短路。为进一步探明其失效起因,特采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TGA)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、聚焦离子束(FIB)、超声扫描显微镜(SAM)、热循环试验等近十种宏微观测试方法和表征手段,对失效部位进行了系统分析。盲孔(Blind Via)失效是引起PCB开路故障的主因之一。金相观察发现,盲孔镀层界面存在明显的开裂缺陷。对开裂界面进行进一步检验与分析,结果表明,因清洗不彻底及镀液成分配比不当引起的硫杂质残留是引起盲孔开裂的主因,盲孔位置设计的不恰当是造成其扭曲拉裂的另一重要因素。此外,板材翘曲对其可靠性也会产生一定影响。同时辅以有限元方法(FEM),对含缺陷的盲孔进行了热循环模拟,进一步验证了服役时盲孔结构中最易开裂的区域。最后,首次从化学角度提出可能的盲孔开裂失效机理,并运用疲劳开裂理论解释了裂纹的扩展。球栅阵列焊点(BGA, Ball Grid Array)的质量优劣对于半导体封装中芯片功能的正常实现具有至关重要的作用,一个焊点的失效就有可能造成器件整体失效。通过材质检验、热性能测试、宏观形貌观察、微区形貌与成分分析等方法,对PCB的失效焊点与散落焊珠进行了系统的表征分析。结果表明,表面贴装回流焊工艺参数控制不当是失效的主要起因；焊膏质量不佳及回流焊工艺与其不匹配是导致焊点和焊块失效的另一重要原因。同时,还浅析了该PCB存在的BGA焊点和焊块塌陷、锡珠飞溅、墓碑效应及绿油开裂等其它缺陷的起因。最后,针对上述问题和存在的隐患,对预防盲孔开裂提出了相应的解决对策,并就回流焊工艺参数的调整以及焊膏质量的改善提出了具体建议。