被勉强接下兼任SQE经理和IQC的经理的痛苦，是各种接踵而来的来料质量问题。虽然说底下的兄弟姐妹们的功力都很不错，有的还有IPC-的考核资格；作为上司，还是不希望自己一无是处的帮不上忙。由于本身有一些失效分析的基础，在针对分析时候的环节逻辑上，还是可以和兄弟姐妹们讨论他们的分析思路。
其中，PCB是非常关键的零部件，加上生产周期长，最怕的其中一个会出问题的，就是它。毕竟，判退决定后，怎样让生产保持正常简直是一门艺术。
PCB由于本身材质和工艺的关系，其材质常用常见统称FR-4。FR-4本身其实是一个美标的材质等级， FR是Fire Retardant 阻燃，4 是依照NEMA美国电器制造商协会制定的层级。要声明是FR-4 的话，就必须满足符合UL-94V0的测试标准。基材一般都是环氧树脂和玻璃布（Epoxy binder & Fibreglass)，但是，我们要注意的是，FR-4的材质，其电介质Dielectric的特性对高频率有局限性。
我们都知道，当频率越高从Mhz -> Ghz（RF frequency 微波) 的时候，两片导体之间本来应该是高阻抗的，因此形成了波导效应Waveguide Effect，也就是RF的特性，信号是跑到铜箔导体的表皮，而夹层之间因为介质的原因（类似电容的介质），对信号造成的损耗（发热）。因为对高频率信号传输来说，FR4是会造成了损耗(signal loss)，根据一些专家基于电介质的论据，大概是只能最高用到7Ghz的线路。当然，这是否是保险的建议，还是需要验证的。
在PCB选材针对RF信号（300Mhz - 300GHz) 线路设计来说，既然要考虑DK介质值恒量， Dielectric constant , 寻求低耗的Dk。 那么，往往，这类的材质因为是属于特殊材质针对RF频率开发，价格上是肯定比一般的FR4 贵很多。 无形中，是否研发会认为冒险使用FR4来满足设计需求，把成本控制在可以接受的范围内，是有这样的可能。而这样的决定的风险是，在投入到量产的时候，可能就会看见良率不是平稳的，可以是起伏因为在信号测试中，可以通过又不可以通过的那种困扰的现象，这肯定是增加了”持续改善良率“的难度。
因此，市场上针对RF频率的PCB材质，就应运而生。包括最早期卫星通讯的起始，随着运营的波段开发等等，低耗的材质是许多通讯业所期望看到的。低耗介质的材质一般都是以PTFE Polytetrafluoroethylene 也称为Teflon（商品名）为基材（聚四氟乙烯），提供这类产品的公司或者已经在市场使用的有：Rogers， Megtron（松下），Arlon, Taconic 等。
上图是描绘了波导效应，信号在RF频率都会在导体表皮导通而不是通过整个导体的横切面。而在这个现象的里面，信号转化为电磁场，TEM waves, Transverse Electromagnetic waves, 通过内壁导体表皮传输，也因此会形成一定的信号耗损。
笔者必须强调，自己本身并不是PCB研发背景出身。主要是，在失效分析上，我们会遇到一个这样的问题：
依照已经知道的标准、图纸等，是我们质量人常用来作为依据的失效分析框架。我们一般的常识是，去鉴定来料是否和图纸、标准不符合。如果已找到不符合，就可以判定为来料不良。这事非常直观，简单又直接的作业模式。
但是，如果说一开始，特别是笔者当年在EMS代工厂工作，产品都是客户开发的，客户决定使用了不正确的PCB材质，我们在良率”动荡“的时候的分析，就会掉入一个陷阱 - 一切测试都符合规格。我们一般很难会跳出原来的框架，去挑战”challenge"设计可能一开始就是错误的。
不知读者当中有没有这样的失效分析的经历，仿佛进入一个瓶颈，不知道还能哪里找到出错的地方，却不会去质疑设计一开始就是错的？笔者的经验是，因为在NPI的验证过程中，因为样品的成本高（单价），所以验证过程只打了5、10、20块板子。有些客户因为怕NPI的成本太高，也知道NPI需要多次验证，因此购买的物料，特别是有高单价的芯片和部件涉及，就不会买多。这样的小批量验证的结果是，很大的概率看不到良率的波动。第一次得到不错的良率，就认为是可以通过了，才埋下了后面的伏笔。
当批量生产的时候，我们开始看到良率的起伏不定，测试方面又是会出现”三战两胜“那种，到底是passed还是failed? 如果不去深层分析信号在测试的读取数值，再做一点统计学包括类似Cpk等去了解信号强弱的分布，我们但看良率的数值本身，很难下任何的定论去对问题有确定的定性结论。
还好在供应商多次的回一下，发现研发那边大概是想要省钱还是忽略了，认为这个频率还是可以用FR4，而验证也没有看到什么打问题，导致从项目管理上的成本管理，拍板了不需要用更昂贵的其它材质。在PCB供应商的协调和建议下，痛苦中需要来一个极为重要的ECN，因为是材质变更，才解决了高频率传输的信号耗损问题。
这一期我们就说关于高频PCB的失效分析，后面还有其它PCB的失效分析会和大家分享。
