半導體產業鏈中，從設計、晶圓製造、封裝測試、模組組裝到系統組裝，漫長的生產過程中，要透過層層關卡才能製造出一個成品，而且每道關卡也皆需測試檢驗與失效分析才能發掘產品的問題點，維護良好的產品出貨良率。
中國臺灣PCB產業鏈規模創新高，檢驗分析也成重要一環
近年來，隨著宅經濟終端需求增加，再加上5G助陣，帶動中國臺灣PCB產業鏈規模續創新高，海內外產值已過萬億臺幣，晉身為兆元電子產業，未來將朝向高階、自主化的目標前進。而圍繞PCB產業的PCBA檢驗分析，也是支援產業發展的關鍵一環。
在進入PCBA分析的主題之前，首先要先了解什麼叫做PCBA，PCBA的全名是Printed Circuit Board Assembly，也就是已經組裝電子元件的PCB。為了改善表面貼焊技術（Surface Mount Technology，SMT）或通孔焊接技術（Through-Hole Technology，THT）的製程以透過可靠度驗證，或者保證量產之後PCBA的出貨品質，通常會經由非破壞與破壞性的分析方式，解析電子元件與PCB之間的附著情形；前者是使用3D x-ray，後者則是用切片研磨的手法觀察元件與PCB之間的橫截面。
在可靠度驗證的失效分析中，通常會先使用3D x-ray做PCBA初步的檢視，如同斷層掃描般確認失效的型別與位置，再進一步的切片研磨到定位後，使用SEM拍攝高解析度的異常結構，達成無損驗證、精準定位與細微觀察之整合分析方式。
使用3D X-ray檢查出solderball中的空洞
完整的PCBA檢驗分析樣品製備是決定成敗的關鍵
目前PCBA切片研磨的樣品製備是遵循IPCTM-650的規範，而切片的結果判讀則主要是依照IPC-A-610，任何外觀上以及切片上會看到的異常，IPC-610都有評判標準，例如空洞（void）大小、裂痕（crack）、通孔（PTH）填錫高度和錫球HIP（head in pillow）等等。
在出貨檢驗上，通常一片板子上各種型別的元件都會被切片觀察，並且和紅墨水實驗一起進行比對，因此在樣品製備上需要先擬定觀察的流程、安排橫截面的製備與觀察順序，這樣才能完成完整的PCBA檢驗。如果是客退品分析，則只會針對特定異常的元件做外觀以及切片的觀察，也可能會利用定位工具先行確認缺陷位置，再進行後續的故障分析。
在樣品的製備上，一般來說都是切在焊接處、BGA ball或是pin腳上與PCB的接合位置，觀察錫裂、冷焊、橋接、void大小或介金屬（IMC）厚度。這些缺陷問題與PCB製程以及焊接技術息息相關，比如說常見的空焊與橋接，通常是在加溫時板材彎曲造成距離變大而形成空焊，距離變小則形成橋接。
HIP則是回焊的時候板子彎曲，使得板子與錫球間的距離變大，回溫時形變下降但錫球溫度已經低於熔點而形成了枕頭效應。錫裂則有幾個成因，如外力撞擊所產生的內部應力導致，或是reflow的高溫造成熱脹冷縮影響。透過這些失效現象的判斷來輔助監控產線，進而去對應改善製程與提升良率。
樣品切片功夫靠多年工作經驗，高度依賴專業人員與專業分析團隊
任何分析檢測皆需注重分析的品質，而在破壞性分析品質的背後，關鍵往往是建立在樣品的分析上。在PCBA分析檢測的領域，主要必備的功能便是切片，切片的好壞會直接影響結果的判斷，如果試片研磨不在層次的正中央，尺寸量測就會失真；拋光的程度不夠，樣品上的刮痕就容易造成誤判；拋光過頭的話，材料的邊界會變圓，用光學顯微鏡就拍不出精確的照片。因此，經驗豐富的樣品製備工作人員是PCBA分析中最重要的。
