Leiterplattentechnisch - Ursachenanalyse Technologie des Leiterplattenfehlers

Optical microscope

The optical microscope is mainly used for the appearance inspection of the PCB, Suche nach den Fehlerteilen und den damit verbundenen physischen Beweisen, und vorläufige Bestimmung des Fehlermodus der Leiterplatte. Die visuelle Inspektion prüft hauptsächlich die PCB-Verschmutzung, Korrosion, die Position des Brettplatzes, die Stromverdrahtung und die Regelmäßigkeit des Ausfalls, wenn es sich um Chargen- oder Einzelstücke handelt, ist es immer in einem bestimmten Bereich konzentriert, etc.

Röntgenaufnahme (Röntgenaufnahme)

Für einige Teile, die nicht visuell überprüft werden können, sowie die internen und anderen internen Defekte der Durchgangslöcher der Leiterplatte, muss Röntgenfluoroskopie-System zur Inspektion verwendet werden.

Röntgenfluoroskopie-Systeme verwenden unterschiedliche Materialstärken oder unterschiedliche Materialdichten basierend auf unterschiedlichen Prinzipien der Feuchtigkeitsaufnahme oder Transmission von Röntgenstrahlen für die Bildgebung. Diese Technologie wird mehr verwendet, um die internen Defekte von PCBA-Lötstellen, die internen Defekte von Durchgangslöchern und die Positionierung defekter Lötstellen von BGA- oder CSP-Geräten in Verpackungen mit hoher Dichte zu überprüfen.

Schnittanalyse

Schnittanalyse ist der Prozess, die Querschnittsstruktur der Leiterplatte durch eine Reihe von Methoden und Schritten wie Probenahme, Einlegen, Schneiden, Polieren, Korrosion und Beobachtung zu erhalten. Durch die Schnittanalyse können wir umfangreiche Informationen über die Mikrostruktur erhalten, die die Qualität der Leiterplatte widerspiegelt (durch Löcher, Beschichtung usw.), die eine gute Grundlage für die nächste Qualitätsverbesserung bietet. Diese Methode ist jedoch zerstörerisch, sobald das Schneiden durchgeführt wird, wird die Probe unweigerlich zerstört.

Akustisches Rastermikroskop

Gegenwärtig wird das C-Mode Ultraschallscanning Akustikmikroskop hauptsächlich für elektronische Verpackung oder Versammlungsanalyse verwendet. Es verwendet die Amplitude-, Phase- und Polaritätsänderungen, die durch die Reflexion von Hochfrequenz-Ultraschallwellen an der diskontinuierlichen Schnittstelle des Materials zum Bild erzeugt werden. Die Z-Achse scannt die Informationen auf der XY-Ebene.

Daher, Das akustische Rastermikroskop kann verwendet werden, um verschiedene Defekte in Komponenten zu erkennen, Materialien, und Leiterplatten und PCBAs, einschließlich Risse, Delamination, Einschlüsse, und Hohlräume. Wenn die Frequenzbreite der Abtastakustik ausreicht, Auch interne Defekte der Lötstellen können direkt erkannt werden.

Ein typisches scannendes akustisches Bild verwendet eine rote Warnfarbe, um das Vorhandensein von Fehlern anzuzeigen. Da im SMT-Prozess eine große Anzahl von kunststoffverpackten Komponenten verwendet wird, entstehen bei der Umwandlung von bleifreiem zu bleifreiem Prozess eine große Anzahl von Feuchtigkeitsrückflussempfindlichkeitsproblemen. Das heißt, feuchtigkeitsabsorbierende kunststoffverpackte Geräte werden während des Reflows bei einer höheren bleifreien Prozesstemperatur interne oder Substratdelaminationsrisse erfahren, und gängige Leiterplatten explodieren oft unter der hohen Temperatur des bleifreien Prozesses.

Zu diesem Zeitpunkt unterstreicht das Rasterakustikroskop seine besonderen Vorteile bei der zerstörungsfreien Prüfung von mehrschichtigen Leiterplatten mit hoher Dichte. Im Allgemeinen können offensichtliche Ausbrüche nur durch visuelle Inspektion des Aussehens erkannt werden.

Mikroinfrarotanalyse

Die Mikroinfrarotanalyse ist eine Analysemethode, die Infrarotspektroskopie und Mikroskop kombiniert. Es verwendet das Prinzip der unterschiedlichen Absorption von Infrarotspektren durch verschiedene Materialien (hauptsächlich organische Materie), um die zusammengesetzte Zusammensetzung des Materials zu analysieren, und kombiniert mit dem Mikroskop kann sichtbares Licht und Infrarotlicht dasselbe machen. Der Lichtweg, solange er sich im sichtbaren Sichtfeld befindet, kann man die Spur organischer Schadstoffe finden, die analysiert werden sollen.

Ohne die Kombination eines Mikroskops kann die Infrarotspektroskopie in der Regel nur Proben mit einer großen Probenmenge analysieren. In vielen Fällen in der Elektroniktechnik kann Mikroverschmutzung jedoch zu einer schlechten Lötbarkeit von Leiterplatten-Pads oder Bleistiften führen. Es ist denkbar, dass es ohne Infrarotspektroskopie mit einem Mikroskop schwierig ist, Prozessprobleme zu lösen. Der Hauptzweck der Mikro-Infrarot-Analyse ist die Analyse der organischen Verunreinigungen auf der geschweißten Oberfläche oder der Oberfläche der Lötstelle und die Analyse der Ursache von Korrosion oder schlechter Lötbarkeit.

Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

Das Rasterelektronenmikroskop (SEM) ist eines der nützlichsten großskaligen elektronenmikroskopischen Bildgebungssysteme für die Fehleranalyse. Es wird am häufigsten für Topographiebeobachtung verwendet. Die aktuellen Rasterelektronenmikroskope sind bereits sehr leistungsstark. Jede feine Struktur oder Oberflächeneigenschaft kann vergrößert werden. Beobachten und analysieren Sie Hunderttausende Male.

Bei der Fehleranalyse von Leiterplatten oder Lötstellen wird SEM hauptsächlich verwendet, um den Fehlermechanismus zu analysieren. Insbesondere wird es verwendet, um die topographische Struktur der Pad-Oberfläche, die metallographische Struktur der Lötstelle zu beobachten, die intermetallische Verbindung und die Lötbarkeitsbeschichtung zu messen.

Im Gegensatz zum optischen Mikroskop produziert das Rasterelektronenmikroskop ein elektronisches Bild, so dass es nur schwarze und weiße Farben hat, und die Probe des Rasterelektronenmikroskops muss leitfähig sein, und der Nichtleiter und einige Halbleiter müssen mit Gold oder Kohlenstoff besprüht werden. Andernfalls beeinflusst die Ansammlung von Ladungen auf der Oberfläche der Probe die Beobachtung der Probe. Darüber hinaus ist die Tiefenschärfe des Rasterelektronenmikroskopbildes viel größer als die des optischen Mikroskops, und es ist eine wichtige Analysemethode für ungleichmäßige Proben wie metallographische Struktur, mikroskopischer Bruch und Zinnhaar.

Thermische Analyse

Differenzkalorimeter (DSC)

Die Differenzkalorimetrie (Differenzkalorimetrie) ist eine Methode zur Messung der Beziehung zwischen der Leistungsdifferenz zwischen dem Eingangsmaterial und dem Referenzmaterial und der Temperatur (oder Zeit) unter Programmtemperaturregelung. Es ist eine analytische Methode zur Untersuchung des Verhältnisses zwischen Wärme und Temperatur. Entsprechend dieser Beziehung können die physikalischen, chemischen und thermodynamischen Eigenschaften von Materialien untersucht und analysiert werden.

DSC hat eine breite Palette von Anwendungen, aber in der PCB-Analyse wird es hauptsächlich verwendet, um den Härtungsgrad und die Glasübergangstemperatur verschiedener Polymermaterialien zu messen, die auf der PCB verwendet werden. Diese beiden Parameter bestimmen die Zuverlässigkeit der Leiterplatte im nachfolgenden Prozess.

Thermomechanischer Analysator (TMA)

Thermische Mechanische Analyse (Thermische Mechanische Analyse) wird verwendet, um die Verformungseigenschaften von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gelen unter thermischer oder mechanischer Kraft unter Programmtemperaturregelung zu messen. Es ist eine Methode, um den Zusammenhang zwischen Wärme und mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Entsprechend dem Verhältnis zwischen Verformung und Temperatur (oder Zeit) können die physikalischen, chemischen und thermodynamischen Eigenschaften von Materialien untersucht und analysiert werden.

TMA hat ein breites Anwendungsspektrum. Es wird hauptsächlich für die beiden kritischsten Parameter von PCB in der PCB-Analyse verwendet: Messung des linearen Ausdehnungskoeffizienten und der Glasübergangstemperatur. Leiterplatten mit zu großen Ausdehnungskoeffizienten führen oft zu Bruchversagen der metallisierten Löcher nach dem Löten und Montieren.

Thermogravimetrischer Analysator (TGA)

Thermogravimetrie (Thermogravimetrie Analysis) ist eine Methode zur Messung des Verhältnisses zwischen der Masse einer Substanz und der Temperatur (oder Zeit) unter Programmtemperaturregelung. TGA kann die feinen Qualitätsveränderungen des Materials während der programmgesteuerten Temperaturänderung durch eine ausgeklügelte elektronische Waage überwachen.

According to the relationship between material quality and temperature (or time), die physische, Chemische und thermodynamische Eigenschaften von Materialien können untersucht und analysiert werden. Im Hinblick auf die PCB-Analyse, Es wird hauptsächlich verwendet, um die thermische Stabilität oder thermische Zersetzungstemperatur des Leiterplattenmaterial. Ist die thermische Zersetzungstemperatur des Substrats zu niedrig, Die Leiterplatte explodiert oder schlägt Delamination während der hohen Temperatur des Lötprozesses fehl.