PCB作为各种元器件的载体，是电子信息产品非常重要的部分。PCB失效案例越来越多，给产品造成的损失也越来越严重。PCB电子组件失效的模式多种多样，需要根据不同情况进行分析。可以通过模块分析定位方法分析PCB电子组件失效分析原因。

PCB电子组件失效分析案例分享：
失效样品为电压继电器，具有高电压和低电压报警功能。样品在现场工作时失效，具体表现为输入电压为220V AC时，样品的正常工作指示灯（绿灯）与高电压报警指示灯（红灯）交替闪烁，样品的高电压报警值设置为244V，低电压报警值设置为198V。

对样品进行非破坏性检查，均未发现异常（图2和图3），而样品的失效表现与委托方描述一致。

样品内部由两个块PCB板组成，PCB1上电路的作用是电压监测、低电压直流电源的变换和提供继电器控制。PCB2上的电路作用是将监测到的电压信号转换成相应的LED驱动信号，点亮与信号相符的LED灯，并反馈信号至PCB1，对继电器进行控制。该案中样品属于功能失效，高电压报警和正常指示灯交替闪烁，从电路上考虑，首先怀疑高电压报警电路异常，且异常具有可恢复性，根据该猜测制定的初步分析定位方案如下：

根据图4中的比较电路进行测试，失效样品的高电压检测信号稳定，无突变现象，但高电压报警电路中的运算放大器输出电压存在异常。进一步测试，发现VCC电压存在波动，导致了基准电压波动，输出电压异常。而高压报警指示灯点亮时，VCC电压上升，正常工作指示灯点亮时，VCC电压下降。正常工作指示灯点亮，PCB1上的继电器线圈将流过较大电流，让触点动作，而高压报警指示灯点亮时，继电器线圈不导通。因此，怀疑VCC电压下降为继电器线圈消耗电流增大所致，即VCC的带载能力不足。

根据VCC供电电路（图5）来看，交流电源L3经过C7、ZD1及R4的分压，通过D1整流，给继电器线圈供电，同时将电压进行变换，输出VCC电压，因此制定以下分析方案：

对相关元器件进行电学测试，结果显示电容器C7的容量值为116.6nF，远低于标称值的330nF，容量下降，由于RC=1/（2πfC），可见C7的RC将增大，从图5来看，RC增大会导致电路的带载能力下降。为了证实这一点，更换一只330nF的电容器到C7的位置，失效现象消失，且样品的过压、欠压的触发电压也满足规格要求，由此可见该案中样品的失效为C7容量下降所致。

为了确认C7容量下降的原因，对C7进行开封，可见C7内部多层电极箔上的存在大面积发白现象（图6）。将阴阳极电极箔分离，可见其中一个电极箔上大部分金属已缺失（图7），缺失区域未发现Zn（锌）元素，只有C（碳）元素。C7内部电极箔未见过热或机械损伤，因此怀疑电极箔金属缺失为电极箔腐蚀水解所致。

最后，我们结合失效机理，再回到电路中，对样品的失效现象进行合理的解释。C7的容量下降，由其容抗RC=1/（2πfC），可知容量下降将导致RC增大。RC的增大将降低电源转换电路的带载能力，当电路的输入电压处于正常工作的电压范围198V AC～244V AC时，绿灯点亮，继电器线圈流过较大电流使触点动作，电流的增大将使得C7两端压降增加，导致其后端的VCC电压下降。VCC电压下降后，使得高电压报警电路中的比较器基准电压下降，当基准电压低于高电压报警电路的检测电压，高电压报警灯点亮，同时绿灯熄灭，继电器线圈电流减小，继电器不动作。线圈电流下降，导致C7两端压降减小，后端的VCC电压上升，同时高电压报警电路的基准电压上升，基准电压大于检测电压时，高电压报警灯熄灭，绿灯点亮。如此反复，出现了样品失效的状态：红灯与绿灯交替闪烁。

案例总结
本案例对模块失效分析的方法及流程进行了介绍，并以实际案例讲述了模块失效分析开展的过程。模块的失效分析需要基于内部电路原理图进行定位分析，根据测试到的结果随时调整出合理的分析方案，指导后续的工作。最后定位到的失效机理，必须结合失效背景，对失效现象做出合理的解释。