印制电路板(PCB)是所有电子产品的核心部件,起着支撑、互连和信号传输的作用。为了适应小型化、环保化、多功能化的需求,越来越多的PCB向着高密度化、无铅化和加成化的方向发展。但凡在设计、选材、制造、封装和储存等环节出现任何疏忽,都有可能产生隐患,引起产品过早失效。就国内PCB行业而言,常规PCB的合格率一般在95%-98%之间,无铅化后更是降到了95%；高密度积层PCB合格率不超过90%；刚挠结合多层板合格率更是低于65%,远低于国际要求。按2011年PCB产值1520亿元的5%次品率计算,每年损失量就超过76亿元人民币!提高PCB的可靠性成为了刻不容缓的课题,PCB的失效分析意义重大。而表面涂覆层是PCB装配过程中承上启下的关键工艺,刚挠结合板是高端PCB的代表,它们的失效分析更是棘手而又至关重要。PCB与金属一样,也涉及断裂、变形、腐蚀、磨损、衰减等五大失效模式,但因材料多样化、工艺复杂化、结构微细化等原因,其失效机理和缺陷定位比一般金属难得多,因而要对缺陷微区乃至整个区域进行力学、物理、化学、电学等性能的综合分析,结合制造和管理中的各个环节,才能确定失效模式、失效缺陷、失效机理和失效起因。本论文首先介绍了PCB的结构、制造与发展方向,PCB元器件贴装和芯片互连技术；综述了PCB表面涂覆层和刚挠结合板分层的研究进展；概述了PCB失效分析的意义、特点及方法。其次进行了三个PCB失效分析案例的系统阐述。第一个案例是电镀镍金板无法键合金线及电镀镍金板金面发暗、焊料对焊盘润湿性不良；第二个案例是电镀镍金板3M胶带测试后金层脱落；第三个案例是刚挠结合板回流焊后刚挠分层。针对每个案例的具体情况,从宏观到微观,从广泛到具体,运用一系列表征分析手段,如三维体式显微镜(3D-SM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X-射线荧光分析(XRF)、X射线断层扫描(X-CT)、傅里叶红外分析(FTIR)、热失重分析(TGA)、示差扫描量热分析(DSC)等对失效样品的表面、界面及内部宏微观形貌,焊盘表面、板材化学成分,镀层厚度,板材热性能等进行了全面深入的表征分析,结合PCB工艺流程,分析得出了各个案例的失效起因,提出并详细讨论了失效机理,且有针对性地给出了整改措施。这项工作不仅解决了令厂商头痛的三个实际PCB可靠性问题,为避免类似问题再次发生提出了预防措施,还深入探讨了PCB制作过程中各个工艺环节、各项参数及后续的储存管理对PCB质量、可靠性的影响和PCB失效分析的系统方法,对实际生产中PCB的可靠性分析与控制有很大的借鉴意义。