www.jc-pcba.com

你有遇到以下问题吗？

• PCBA在高温老化测试后出现功能异常或电性能波动？
• 焊点、器件或PCB局部失效，影响产品可靠性？
• 批量产品在热冲击或老化环境下出现返修率上升？
• 不同批次高温老化结果差异大，无法稳定控制良率？

高温老化是评估PCBA长期可靠性的重要手段。通过模拟极端温度或长时间高温使用环境，可以提前发现潜在失效模式。掌握这些失效特征，有助于优化设计、材料选择和工艺流程，从而降低量产风险。

一、焊点失效

在高温老化条件下，焊点是最容易出现应力累积和失效的部位。常见问题包括：

• 焊点裂纹或微裂纹扩展：热循环造成焊料膨胀收缩，局部应力集中，引发裂纹。
• 焊点空洞加剧：原有焊点内部微小空洞在高温条件下膨胀，降低焊点机械强度。
• 焊料与焊盘界面分层：长时间高温导致界面润湿性降低或产生氧化，形成局部开路风险。

这些问题会直接影响产品功能可靠性，是高温老化后的核心观察指标。

二、器件及封装失效

高温环境对元器件的影响主要体现在材料应力和热敏感性能上：

• BGA、QFN封装器件底部焊点疲劳：反复热膨胀导致焊料疲劳破坏。
• 器件内部材料劣化：塑封或内部胶黏剂在高温下老化，出现微裂纹或导电路径异常。
• 热敏元件漂移：电阻、电容、半导体元件参数随高温老化出现漂移或失效。

尤其在高密度、高功率产品中，局部热集中区域更容易形成器件应力集中，增加失效概率。

三、PCB板材失效

高温老化不仅影响焊接和器件，还会对PCB本身造成影响：

• 翘曲与变形：多层板或厚铜板在高温下受热膨胀不均，导致局部翘曲，影响贴片良率和焊接质量。
• 内层短路或开路：板材膨胀收缩可能造成层间线路应力变化，引发微短路或开路。
• 阻焊层老化：高温加速阻焊膜老化，影响防护性能和电气隔离。

因此，高温老化后观察PCB外观及内部结构同样重要。

四、连接器及接口失效

对于有插拔接口或连接器的PCBA，高温老化可能引发以下问题：

• 塑料件变形：插针间隙变大或变小，接触电阻上升。
• 镀层氧化：接触面金属镀层在高温下氧化或脱落，降低导通性。
• 接插件松动：热膨胀导致螺丝、焊点或焊盘间隙变化，影响连接可靠性。

这些失效模式在高温老化测试中尤其容易暴露，是量产前必须关注的风险点。

五、系统性预防与工艺优化

为了降低高温老化后失效风险，需要在设计、材料和工艺上建立系统性控制：

1. 材料选择
• 高TG PCB板材、耐高温焊膏、热稳定器件可提升长期可靠性。
2. 设计优化
• 合理布局热敏器件，减少热集中区域，优化焊盘和器件间距。
3. 工艺控制
• 精确控制回流焊温度曲线，确保焊点质量；
• 对关键焊点和高密度区域进行X-Ray检测或AOI筛查。

在捷创电子的高可靠性项目中，结合材料选型、设计优化与工艺闭环，可有效降低高温老化导致的焊点、器件和PCB失效风险。

六、总结

高温老化是PCBA可靠性验证的重要环节，其失效模式包括焊点裂纹、焊点空洞、器件漂移、PCB翘曲及连接器松动等。通过材料、设计与工艺协同优化，并结合系统性检测，能够有效降低量产风险，提升产品长期可靠性。捷创电子可根据产品结构与使用环境，提供高温老化分析与失效防控方案，帮助客户稳定交付高可靠性PCBA产品。