PCB作為各種元器件的載體與電路信號傳輸的樞紐已經成為電子信息產品的最為重要而關鍵的部分，其質量的好壞與可靠性水平決定了整機設備的質量與可靠性。隨著電子信息產品的小型化以及無鉛無鹵化的環保要求，PCB也向高密度高Tg以及環保的方向發展。但是由于成本以及技術的原因，PCB在生產和應用過程中出現了大量的失效問題，并因此引發了許多的質量糾紛。為了弄清楚失效的原因以便找到解決問題的辦法和分清責任，必須對所發生的失效案例進行失效分析.
失效分析的基本程序
要獲得PCB失效或不良的準確原因或者機理，必須遵守基本的原則及分析流程，否則可能會漏掉寶貴的失效信息，造成分析不能繼續或可能得到錯誤的結論。
一般的基本流程是，首先必須基于失效現象，通過信息收集、功能測試、電性能測試以及簡單的外觀檢查，確定失效部位與失效模式，即失效定位或故障定位。對于簡單的PCB或PCBA，失效的部位很容易確定，但是，對于較為復雜的BGA或MCM封裝的器件或基板，缺陷不易通過顯微鏡觀察，一時不易確定，這個時候就需要借助其它手段來確定。
接著就要進行失效機理的分析，即使用各種物理、化學手段分析導致PCB失效或缺陷產生的機理，如虛焊、污染、機械損傷、潮濕應力、介質腐蝕、疲勞損傷、CAF或離子遷移、應力過載等等。
再就是失效原因分析，即基于失效機理與制程過程分析，尋找導致失效機理發生的原因，必要時進行試驗驗證，一般盡應該可能的進行試驗驗證，通過試驗驗證可以找到準確的誘導失效的原因。這就為下一步的改進提供了有的放矢的依據。
最后，就是根據分析過程所獲得試驗數據、事實與結論，編制失效分析報告，要求報告的事實清楚、邏輯推理嚴密、條理性強，切忌憑空想象。
失效分析技術
光學顯微鏡
光學顯微鏡主要用于PCB的外觀檢查，尋找失效的部位和相關的物證，初步判斷PCB的失效模式。外觀檢查主要檢查PCB的污染、腐蝕、爆板的位置、電路布線以及失效的規律性、如是批次的或是個別，是不是總是集中在某個區域等等。
X射線（X-ray）
對于某些不能通過外觀檢查到的部位以及PCB的通孔內部和其他內部缺陷，只好使用X射線透視系統來檢查。X光透視系統就是利用不同材料厚度或是不同材料密度對X光的吸濕或透過率的不同原理來成像。該技術更多地用來檢查PCBA焊點內部的缺陷、通孔內部缺陷和高密度封裝的BGA或CSP器件的缺陷焊點的定位。
切片分析
切片分析就是通過取樣、鑲嵌、切片、拋磨、腐蝕、觀察等一系列手段和步驟獲得PCB橫截面結構的過程。通過切片分析可以得到反映PCB(通孔、鍍層等)質量的微觀結構的豐富信息，為下一步的質量改進提供很好的依據。但是該方法是破壞性的，一旦進行了切片，樣品就必然遭到破壞。
掃描電子顯微鏡分析（SEM）
掃描電子顯微鏡(SEM)是進行失效分析的一種最有用的大型電子顯微成像系統，最常用作形貌觀察，現時的掃描電子顯微鏡的功能已經很強大，任何精細結構或表面特征均可放大到幾十萬倍進行觀察與分析。
在PCB或焊點的失效分析方面，SEM主要用來作失效機理的分析，具體說來就是用來觀察焊盤表面的形貌結構、焊點金相組織、測量金屬間化物、可焊性鍍層分析以及做錫須分析測量等。與光學顯微鏡不同，掃描電鏡所成的是電子像，因此只有黑白兩色，并且掃描電鏡的試樣要求導電，對非導體和部分半導體需要噴金或碳處理，否則電荷聚集在樣品表面就影響樣品的觀察。此外，掃描電鏡圖像景深遠遠大于光學顯微鏡，是針對金相結構、顯微斷口以及錫須等不平整樣品的重要分析方法。
PCB爆板案例圖
以上只是列舉了幾項比較常用的分析手段。分析的過程中，注意使用分析方法應該從簡單到復雜、從外到里、從不破壞樣品再到使用破壞的基本原則。只有這樣，才可以避免丟失關鍵信息、避免引入新的人為的失效機理。就好比交通事故，如果事故的一方破壞或逃離了現場，在高明的警察也很難作出準確責任認定，這時的交通法規一般就要求逃離現場者或破壞現場的一方承擔全部責任。PCB或PCBA的失效分析也一樣，如果使用電烙鐵對失效的焊點進行補焊處理或大剪刀進行強力剪裁PCB，那么再分析就無從下手了，失效的現場已經破壞了。特別是在失效樣品少的情況下，一旦破壞或損傷了失效現場的環境，真正的失效原因就無法獲得了。
