新能源汽車的控制器數(shù)量在減少，但單個控制器承載的功能更集成、更復(fù)雜，PCBA也因此成為汽車電子可靠性的關(guān)鍵底座，尤其在動力系統(tǒng)控制鏈路上，對穩(wěn)定性提出更高要求。要在快速擴張的汽車電子市場中持續(xù)交付、建立口碑，PCB/PCBA 的質(zhì)量必須從源頭抓牢：我們在上一期介紹了PCBA的顯微鏡檢測方案，那么針對PCBA的失效分析，是否還有更便捷、高效、直接的檢測方式呢？

在汽車電子零部件的研發(fā)與失效分析中，如果失效件整體結(jié)構(gòu)完好、僅部分功能缺失，工程師通?？梢韵韧ㄟ^電性能測試等方式，追溯到可能失效的具體線路。緊接著的問題是：如何進一步確認失效節(jié)點，并判斷失效原因？

傳統(tǒng)做法往往依賴破壞性試驗：對線路上可能失效的焊點與元器件進行拆解、剖切、打磨、再觀察。這類方法雖然常見，但也會帶來不可忽視的挑戰(zhàn)——樣品無法復(fù)原、失效追溯鏈中斷，以及制樣過程可能引入額外變量，影響分析結(jié)論的穩(wěn)定性。

那么是否存在應(yīng)用技術(shù)可以替代甚至超越這類顯微鏡檢測應(yīng)用？

能看見缺陷，才能追根溯源

工業(yè)計算機斷層掃描（CT）技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域的無損檢測中扮演著重要角色：它能夠在不破壞樣品的前提下獲取內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，為研發(fā)驗證與失效分析提供直接的“透視視角”。

不過，當我們將檢測目標聚焦到更微小尺度的細節(jié)時，傳統(tǒng)工業(yè)CT在覆蓋更大樣品和整體結(jié)構(gòu)觀察方面優(yōu)勢明顯，但對于微米級以下的細微缺陷呈現(xiàn)，可能難以達到某些焊接細節(jié)分析所期望的清晰度，例如：PCBA 焊盤的細微裂紋、芯片內(nèi)部 BGA 的焊接不良、鍵合線的缺陷分析等。

因此，“既要無損，又要看得更細”的需求，在研發(fā)與失效分析階段尤為突出。

焊盤剝離與分層

焊盤下方、線路層可能存在隱性微裂紋，在高溫工作或熱循環(huán)后更易暴露為典型失效。

焊腳開裂

焊錫內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，裂紋隨熱應(yīng)力或疲勞逐步擴展，最終形成貫穿性開裂，表現(xiàn)為時通時斷、甚至開路。

BGA底部空洞擴大

原本小空洞在高溫/熱應(yīng)力作用下可能擴大并連通，影響焊點可靠性。

鍵合線斷裂

鍵合線可能因熱疲勞、塑封應(yīng)力或長期外部機械沖擊而斷裂。

CT+顯微鏡：補齊無損高分辨需求

為應(yīng)對上述痛點，蔡司將 CT 與顯微鏡技術(shù)結(jié)合，推出蔡司Versa X射線顯微鏡無損高分辨檢測方案，用于在特定場景下補充工業(yè)CT對微小焊接缺陷的呈現(xiàn)能力。

▲蔡司 Versa X射線顯微鏡的兩級放大架構(gòu)：幾何放大+光學(xué)放大*

兩級放大架構(gòu)

相較于傳統(tǒng)依賴單級幾何放大的微米CT，Versa XRM能夠在大的工作距離下仍取得高分辨效果，并支持對較大樣品進行局部高分辨掃描。不需要任何預(yù)剪裁即可直接對PCBA在整體狀態(tài)下進行亞微米級的掃描。

高襯度與相位襯度

閃爍體與光學(xué)物鏡耦合的設(shè)計思路，有助于實現(xiàn)高襯度以及相位襯度效果，讓細微結(jié)構(gòu)的邊界更易識別。用于 BGA 等精細結(jié)構(gòu)或內(nèi)部微裂紋觀察時，有助于提升可見性與判讀一致性。

關(guān)聯(lián)顯微分析

蔡司X射線顯微鏡可與蔡司其它類型顯微鏡進行關(guān)聯(lián)顯微分析，為“發(fā)現(xiàn)—驗證—復(fù)盤”提供更連貫的分析路徑。對于已確認的可疑失效節(jié)點，可在三維數(shù)據(jù)引導(dǎo)下更快鎖定感興趣區(qū)域，降低重復(fù)定位與返工成本，并為后續(xù)更高分辨的納米級分析提供更明確的切入點。

▲ZEISS Xradia 515 Versa X射線顯微鏡

在研發(fā)與失效分析場景中，借助更高放大倍率與更好的圖像襯度，蔡司Versa X射線顯微鏡方案可以在一定程度上減少對傳統(tǒng)“灌封樹脂—剖切—打磨—觀測”等繁瑣流程的依賴，降低樣品準備引入的額外變量；同時，樣品也更有機會在分析后被完整保留，用于復(fù)核與追溯，從而幫助團隊減少不必要的重復(fù)分析成本與時間投入。

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