電路板的機(jī)械故障包括彈性和塑性變形、疲勞斷裂的開始和擴(kuò)展、脆性斷裂、翹曲以及蠕變和蠕變斷裂。

彈性和塑性變形

變形只是可以改變物體形狀和大小的變形。它有兩種類型：彈性和塑料。彈性變形是暫時的，在去除引起應(yīng)力和變形的外力后就會消失。然而，塑性變形是永久性的，即使在去除產(chǎn)生應(yīng)力的外力后仍會保持變形。PCB包括銅箔、樹脂、玻璃布和其他具有不同化學(xué)和物理特性的材料。將這些板材壓在一起有時會導(dǎo)致變形。除此之外，機(jī)械切割（V-scoring）、濕化學(xué)工藝和高溫也會引起變形。

脆性斷裂

脆性斷裂是設(shè)備在壓力下快速破裂而突然發(fā)生的故障類型。在這種情況下，材料沒有降解或破損的跡象。在電路板中，這種類型的故障發(fā)生在焊點(diǎn)處。這些斷裂是由于零件在組裝、測試和運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的拉伸應(yīng)力而產(chǎn)生的。此外，由于受到?jīng)_擊、振動和熱漂移，這些裂縫的存在。

焊點(diǎn)脆性斷裂

翹曲

翹曲是設(shè)備由于熱和濕氣而偏離原始形狀的扭曲或彎曲。PCB翹曲會在回流焊接周期中改變電路板的輪廓。翹曲的原因包括電路板設(shè)計過程中的不平衡層、焊接過程中的熱擴(kuò)展（由于不同的材料特性）以及零件、散熱器或屏蔽的重量。

翹曲的PCB

蠕變

蠕變是由溫度升高和壓力恒定引起的與時間有關(guān)的變形。由蠕變引起的破壞稱為蠕變斷裂。表面成型會產(chǎn)生蠕變腐蝕。根據(jù)RoHS指令，電子行業(yè)必須專注于無鉛表面成型。一種具有成本效益的選擇是浸銀，但它更有可能導(dǎo)致蠕變。ENIG（化學(xué)鍍鎳浸金）和OSP（有機(jī)可焊性防腐劑）具有低蠕變風(fēng)險。在惡劣的氣氛中，蠕變失效的危險性越來越大。如今，研究人員正在研究先進(jìn)的無鉛表面成型以降低這種風(fēng)險。

蠕變腐蝕

疲勞

疲勞是材料在循環(huán)載荷作用下裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。在填充板中，焊接疲勞是一個嚴(yán)重的故障。不一致的CTE是導(dǎo)致焊接疲勞的根本原因。CTE確定材料在溫度偏差期間的收縮和擴(kuò)展。將低CTE零件焊接到低CTE板上，將高CTE零件焊接到高CTE板上是一種很好的做法。如果不匹配，最終會由于熱效應(yīng)和晝夜效應(yīng)而形成焊料疲勞。

2.2熱故障

當(dāng)零件被加熱到其臨界溫度（例如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、熔點(diǎn)或閃點(diǎn)）以上時，就會發(fā)生熱故障。Tg是基材從剛性狀態(tài)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)時的溫度。基板決定了電路板的Tg值。如果工作溫度超過Tg，則會導(dǎo)致熱失效，從而導(dǎo)致零件燒毀。

2.3環(huán)境故障

環(huán)境故障是由異物、濕氣、灰塵、電涌和受熱引起的。

審核編輯 ：李倩