印制板及其组件(PCB&PCBA)是电子产品的核心部件,PCB&PCBA的可靠性直接决定了电子产品的可靠性。为了保证和提高电子产品的质量和可靠性,对失效进行全面的理化分析,确认失效的内在机理,从而有针对性地提出改善措施。
电子元器件失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象,分辨其失效模式和失效机理,确认最终的失效原因,提出改进设计和制造工艺的建议,防止失效的重复出现,提高元器件可靠性。
集成电路复杂度与性能要求的持续攀升,叠加设计、制造、封装及应用环节的潜在风险,导致短路、开路、漏电、烧毁、参数漂移等关键失效模式频发。这不仅造成昂贵的器件报废与系统宕机,更常引发设计方、代工厂、封测厂与终端用户间的责任争议,带来重大经济损失与信誉风险。
高分子材料性能要求持续提升,而客户对高要求产品及工艺的理解差异,导致断裂、开裂、腐蚀、变色等典型失效频发,常引发供应商与用户间的责任纠纷及重大经济损失。
金属构件服役环境日益苛刻,对材料性能和结构可靠性提出更高要求。然而,设计缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不当使用等因素,极易引发疲劳断裂、应力腐蚀开裂、氢脆、蠕变、磨损、过载变形等典型失效。
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一擦就翻车!屏幕玻璃为何“谈酒精色变”?

发布时间: 2026-05-21 00:00
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技术人员在日常清洁中,习惯用无尘纸蘸取酒精擦拭屏幕玻璃盖板。

这本是最寻常不过的清洁工序,却意外“翻车”

——某批次玻璃擦拭后,表面出现明显的发白异色区域,甚至还有擦不掉的颗粒状残留。

另一批次玻璃,同样操作,干干净净,毫无痕迹。

同样的酒精、同样的无尘纸、同样的擦拭手法,为什么结果截然不同?是玻璃自身的问题,还是表面处理工艺出了偏差?

这个问题如果得不到解决,不仅影响外观良率,还可能引发客户投诉,甚至导致整批产品报废。

发现问题只是起点,锁定根因才是终点。美信检测实验室对NG样品进行系统化分析流程,逐层拆解失效链条,精准锁定根本原因。


1.光学显微镜下的异常

首先使用超景深数码显微镜对OK、NG样品表面进行观察:

  • OK样品:屏幕表面呈现均匀的蓝白色。

  • NG样品:屏幕表面呈现红色调。

OK、NG样品光学图片

OK、NG样品光学图片

PS:原始玻璃本身是无色的,这种颜色差异可能与内部结构或膜层干涉有关,但尚未直接指向失效原因。

接下来,使用无纺布蘸取酒精对表面玻璃进行擦拭(从左往右单方向擦拭):

  • OK样品:擦拭后表面干净,无可见异常。

  • NG样品:擦拭后表面出现明显的颗粒状物质,伴随发白区域。

OK、NG样品酒精擦拭光学对比图片

OK、NG样品酒精擦拭光学对比图片

结论:

NG样品表面存在某种可被酒精溶解或析出的物质,擦拭后破坏了原有的光学均匀性。


2.扫描电镜(SEM)下的痕迹

为了看清这些“颗粒”和“发白”到底是什么,我们利用扫描电子显微镜对OK、NG样品表面进行形貌观察。

擦拭前:

  • OK样品:表面仅有轻微划痕,无其他异常。

  • NG样品:表面出现白色竖条纹,分布有一定规律。

OK、NG样品玻璃盖板表面SEM图片

OK、NG样品玻璃盖板表面SEM图片

擦拭后:

  • OK样品:表面无明显变化,也无新增划痕。

  • NG样品:表面出现密集的线条状划痕,仿佛有什么物质被酒精“带走”了。

OK、NG样品擦拭后玻璃盖板表面SEM图片

OK、NG样品擦拭后玻璃盖板表面SEM图片

结论:

NG样品表面的某种物质与酒精发生相互作用,被溶解或剥离,导致表面形貌改变。


3.元素分析(EDS)没有异常

利用X射线能谱仪对OK、NG样品表面元素进行分析。

OK、NG样品元素对比

OK、NG样品元素对比

结论:

两批样品表面元素种类和含量几乎无差别,都属于典型的铝硅酸盐玻璃。元素分析没能解释差异——说明差异可能不在元素层面,而在分子结构或有机官能团上。


4.FIB告诉你表面有没有涂层

利用FIB对OK、NG样品玻璃剖面进行切割,在电镜下观察是否存在明显的表面处理层(如疏水涂层、抗指纹层等)。

  • OK、NG样品的剖面均未观察到明显的附加层。

OK、NG样品剖面FIB图片

OK、NG样品剖面FIB图片

结论:

有两种可能:一是确实没有涂层;二是涂层太薄(纳米级),超出了常规FIB/SEM的分辨能力。


5.红外光谱(FTIR)确认玻璃本体

利用傅里叶变换显微红外光谱仪对NG、OK样品表面进行主成分分析。

  • NG、OK样品的谱图高度一致,主成分均为二氧化硅(SiO₂)。

OK、NG样品主成分FTIR谱图

OK、NG样品主成分FTIR谱图

结论:

这说明两批样品的基础玻璃材质没有区别,问题不在玻璃“本身”,而在极表面的化学状态。


6.接触角暴露“亲水”与“疏水”的差距

接触角是衡量液体在固体表面润湿性的相关指标,接触角越大,表面越疏水;反之越亲水。我们使用纯水作为测试媒介对样品表面接触角大小进行测试,结果如下:

OK样品接触角分析结果

OK样品接触角分析结果

NG样品接触角分析结果

NG样品接触角分析结果

PS:根据“相似相溶”原理:酒精属于极性溶剂,亲水表面更容易被酒精润湿、渗透,甚至溶解表面物质。

结论:

这一发现终于把失效现象和表面物化性质联系起来了——NG样品的亲水性远高于OK样品,导致酒精擦拭时发生溶解或脱落。


7.TOF-SIMS揭开分子层面真相

元素、形貌、接触角都有了线索,但还差最后一步:表面有机/无机物的精细差异。我们利用飞行时间二次离子质谱仪对OK、NG样品极表面玻璃进行测试分析,并做了正负离子对比,对比结果非常清晰:

OK、NG样品分析结果对比

OK、NG样品分析结果对比

PS:

  • 有机硅具有疏水性,不易被极性酒精溶解,能维持表面稳定。

  • 无机盐类具有亲水性,易被酒精溶解或分散,擦拭后表面物质脱落,改变光学外观。

结论:

NG样品酒精擦拭后发白、有残渍,根本原因是表面有机硅含量偏少、无机盐偏高,导致疏水性不足,酒精擦拭时发生溶解脱落。


根本原因:

玻璃表面有机硅含量偏少、无机盐偏高,导致疏水性不足,酒精擦拭时发生溶解脱落。

改进建议:

对该类玻璃表面进行疏水处理。

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