Leiterplattentechnisch - Was sind die Ursachen für den Ausfall der Leiterplatte

Als Träger verschiedener Komponenten und der Hub der Schaltungssignalenübertragung, die Leiterplatte ist ein wichtiger und wichtiger Bestandteil elektronischer Infodermationsprodukte gewoderden. Seine Qualität und Zuverlässigkeit bestimmen die Qualität und Zuverlässigkeit der gesamten Ausrüstung. Mit der Miniaturisierung elektronischer Informationsprodukte und den Umweltschutzanforderungen bleifrei und halogenfrei, Leiterplattes entwickeln sich auch in Richtung hoher Dichte, hohe Tg und Umweltschutz. Allerdings, aus Kosten- und technischen Gründen, bei der Herstellung und Anwendung von Leiterplattes, das zu vielen Qualitätsstreitigkeiten geführt hat. In order to clarify die cause of the failure in order
to find a solution to the problem and distinguish the responsibilities, Es ist notwendig, eine Fehleranalyse des aufgetretenen Fehlers durchzuführen.

Basic procedure of failure Analyse
To obtain the exact cause or mechanism of the failure or failure of the Leiterplatte, die Grundprinzipien und der Analyseprozess müssen befolgt werden, ansonsten können wertvolle Fehlerinformationen verpasst werden, die Analyse nicht fortgesetzt werden kann oder falsche Schlussfolgerungen ziehen kann. Der allgemeine grundlegende Prozess ist, dass, zuerst, basierend auf dem Versagensphänomen, Fehlerort und Fehlermodus müssen durch Informationssammlung ermittelt werden, Funktionsprüfung, Prüfung der elektrischen Leistung, and
simple visual inspection, das ist, Fehlerort oder Fehlerort. Für einfache Leiterplatte or Leiterplatte A, der Ort des Ausfalls ist leicht zu bestimmen, aber für komplexere BGA- oder MCM-verpackte Geräte oder Substrate, the defects are not easy
to observe through a microscope and are not easy to determine for a while. Zur Zeit, andere Mittel sind erforderlich. Sicher. Dann müssen wir den Ausfallmechanismus analysieren., das ist, use various physical and chemical methods to analyze the mechanism
that causes the failure or defect of the Leiterplatte, wie virtuelles Schweißen, Verschmutzung, mechanische Beschädigung, Feuchtigkeitsbelastung, mittlere Korrosion, Ermüdungsschäden, CAF- oder Ionenmigration, Stress Überlastung und so weiter. Dann gibt es eine Fehlerursachenanalyse,
das ist, basierend auf Fehlermechanismus und Prozessanalyse, um die Ursache des Ausfallmechanismus zu finden, und gegebenenfalls Prüfprüfung. Allgemein, Die Prüfung sollte so weit wie möglich durchgeführt werden, and the accurate cause of induced failure
can be found through test verification. Dies bietet eine gezielte Basis für die nächste Verbesserung., Ist die Erstellung einer Fehleranalyse basierend auf den experimentellen Daten, Fakten und Schlussfolgerungen aus dem Analyseprozess, die erforderlichen Fakten sind klar, the
logical reasoning is strict, und die Rationalität ist stark. Stellen Sie sich nicht aus dem Nichts vor. Im Prozess der Analyse, Achten Sie auf die Grundprinzipien, dass die Analysemethode von einfach bis komplex sein sollte, von außen nach innen, never
destroying the sample and then using it. Nur so können wir den Verlust von Schlüsselinformationen und die Einführung neuer künstlicher Ausfallmechanismen vermeiden. Wie bei einem Verkehrsunfall, if the party involved in the accident destroys or escapes the
scene, Es ist schwierig für die kluge Polizei, genaue Bestimmung der Verantwortung zu treffen. Zur Zeit, Die Verkehrsgesetze verlangen im Allgemeinen, dass die Person, die vom Tatort geflohen ist oder die Partei, die den Tatort zerstört hat, die volle Verantwortung trägt. Die Fehleranalyse von Leiterplatte or Leiterplatte A ist auch dasselbe. Wenn Sie einen elektrischen Lötkolben verwenden, um die defekten Lötstellen zu reparieren oder eine große Schere verwenden, um die Lötstellen zu schneiden Leiterplatte stark, dann gibt es keine Möglichkeit, die Analyse zu starten, und die Ausfallstelle wurde zerstört. Vor allem, wenn es wenige fehlgeschlagene Proben gibt, Sobald die Umgebung der Störungsstelle zerstört oder beschädigt ist, die wirkliche Fehlerursache kann nicht ermittelt werden.

Failure Analysis Technology
Optical microscope: Die optical microscope is mainly used for the appearance inspection of Leiterplattes, Suche nach Fehlerteilen und zugehörigen physischen Beweisen, und vorläufig beurteilen Sie den Ausfallmodus von Leiterplattes. The appearance inspection
mainly checks the Leiterplatte Verschmutzung, Korrosion, die Position der gebrochenen Platte, die Stromverdrahtung und die Regelmäßigkeit des Ausfalls, wenn es sich um Chargen- oder Einzelstücke handelt, ist es immer in einem bestimmten Bereich konzentriert, etc. X-ray (X-ray): For some parts that cannot be visually inspected, sowie die inneren und anderen inneren Defekte der Durchgangslöcher der Leiterplatte, Zur Inspektion muss ein Röntgenfluoroskopiesystem verwendet werden. Das Röntgenfluoroskopie-System verwendet unterschiedliche Materialstärken oder unterschiedliche Materialdichten basierend auf den verschiedenen Prinzipien der Feuchtigkeitsaufnahme oder Transmission von Röntgenstrahlen für die Bildgebung. Diese Technologie wird mehr verwendet, um die internen Defekte von Leiterplatte Eine Lötstelle, die inneren Defekte der Durchgangslöcher, und die Lokalisierung defekter Lötstellen von BGA- oder CSP-Geräten mit hoher Dichte.

Schneidenanalyse: Schneidenanalyse 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, und sobald das Schneiden durchgeführt wird, wird die Probe unweigerlich zerstört.

Akustikmikroskop: Zur Zeit, Das C-Mode Ultraschallscanning Akustikmikroskop wird hauptsächlich für elektronische Verpackung oder Versammlungsanalyse verwendet. Es verwendet die Amplitude, Phase- und Polaritätsänderungen durch hochfrequente Ultraschallreflexion an der diskontinuierlichen Schnittstelle des Materials zum Bild, Die Methode besteht darin, die Informationen in der XY-Ebene entlang der Z-Achse zu scannen.. Daher, Das akustische Rastermikroskop kann verwendet werden, um Komponenten zu detektieren, Materialien,
und verschiedene Defekte innerhalb der Leiterplatte und PCB A, einschließlich Risse, Delamination, Einschlüsse, und Hohlräume. Wenn die Frequenzbreite der Abtastakustik ausreicht, Auch interne Defekte der Lötstellen können direkt erkannt werden. A typical
scanning acoustic image uses a red warning color to indicate the existence of defects. Weil im SMT-Prozess eine große Anzahl von kunststoffverpackten Bauteilen zum Einsatz kommt, a large number of moisture reflow sensitivity issues are generated during
the conversion from lead to lead-free process. Das heißt:, Feuchtigkeitsabsorbierende Kunststoffverpackungsgeräte treten beim Reflow bei einer höheren bleifreien Prozesstemperatur im Inneren oder im Substrat Delaminationsrisse auf, und gewöhnlich Leiterplattes
will often burst at the high temperature of the lead-free process. Zur Zeit, Das scannende Akustikmikroskop unterstreicht seine besonderen Vorteile bei der zerstörungsfreien Fehlererkennung von mehrschichtigen Hochdichten Leiterplattes. Allgemein, obvious bursts
can be detected only by visual inspection of the appearance.

Mikro-Infrarot-Analyse: Mikro-Infrarot-Analyse ist eine Analysemethode, die Infrarotspektroskopie und Mikroskop kombiniert. It uses the principle of different absorption of infrared spectra by different Materials (mainly organic matter) to analyze the
compound composition of the material, und kombiniert mit dem Mikroskop kann sichtbares Licht und Infrarotlicht denselben optischen Weg haben, solange sie sich im sichtbaren Sichtfeld befinden, it is possible to find trace organic pollutants to be
analyzed. Ohne die Kombination eines Mikroskops, Infrarotspektroskopie kann in der Regel nur Proben mit einer großen Probenmenge analysieren. Allerdings, in vielen Fällen in der Elektroniktechnik, micro-pollution can lead to poor solderability of PCB
pads or lead pins. Es ist denkbar, dass es ohne Infrarotspektroskopie schwierig ist, Prozessprobleme mit einem Mikroskop zu lösen. The main purpose of micro-infrared analysis is to analyze the organic contaminants on the welded surface or the
surface of the solder joint, and analyze the cause of Korrosion or poor solderability.

Rasterelektronenmikroskopanalyse: Rasterelektronenmikroskop ist ein nützliches großformatiges elektronenmikroskopisches Bildgebungssystem für Fehleranalyse. Es wird oft für Topographiebeobachtung verwendet. The current scanning electron microscope is already
very powerful, und jede feine Struktur oder Oberflächeneigenschaft kann vergrößert werden. Hunderttausende Male beobachten und analysieren. In der Fehleranalyse von Leiterplattes oder Lötstellen, SEM wird hauptsächlich verwendet, um den Ausfallmechanismus zu analysieren. Insbesondere,
Es wird verwendet, um die topographische Struktur der Pad-Oberfläche zu beobachten, die metallographische Struktur der Lötstelle, und die intermetallische Verbindung und Lötbarkeit messen. Beschichtungsanalyse und Zinn Whisker Analyse und Messung. Unlike an
optical microscope, Das Rasterelektronenmikroskop erzeugt ein elektronisches Bild, So werden nur Schwarz und Weiß Farben produziert. Die Probe des Rasterelektronenmikroskops erfordert Leitfähigkeit. Non-conductors and some semiconductors
need to be sprayed with gold or carbon. Ansonsten, Die Ansammlung von Ladungen auf der Oberfläche der Probe beeinflusst die Beobachtung der Probe. Darüber hinaus, Die Schärfentiefe des Rasterelektronenmikroskopbildes ist weit größer als die des optischen Mikroskops, und es ist eine wichtige Analysemethode für ungleichmäßige Proben wie metallographische Struktur, mikroskopischer Bruch und Zinnhaar.

Thermal analysis: Differential Scanning Calorimeter (DSC)
Differential Scanning Calorimetry (Differential Scanning Calorimetry) is a method to measure the relationship between the power difference between the input material and the reference material and the temperature (or time) under program
temperature control. Es ist eine analytische Methode, die den Zusammenhang zwischen Wärme und Temperatur untersucht. Nach dieser Beziehung, die physische, Chemische und thermodynamische Eigenschaften von Materialien können untersucht und analysiert werden. DSC has a
wide range of applications, aber in der Analyse von Leiterplattes, Es wird hauptsächlich verwendet, um den Härtungsgrad und die Glasübergangstemperatur verschiedener Polymermaterialien zu messen, die auf der Leiterplatte. These two parameters determine the reliability of
the Leiterplatte im Folgeprozess.

Thermal Mechanical Analyzer (TMA): Thermal Mechanical Analysis is used to measure the deformation properties of solids, Flüssigkeiten und Gele unter thermischer oder mechanischer Kraft unter Programmtemperaturregelung. It is a method to study the
relationship between heat and mechanical properties. According to the relationship between deformation and temperature (or time), die physische, Chemische und thermodynamische Eigenschaften von Materialien können untersucht und analysiert werden. TMA has a wide
range of applications. Es wird hauptsächlich in der Analyse von Leiterplattes für zwei Schlüsselparameter von Leiterplattes: Messung des linearen Ausdehnungskoeffizienten und der Glasübergangstemperatur. The Leiterplatte of the base material with too large expansion
coefficient will often lead to the fracture and failure of the metallized hole after welding and assembly.

Thermogravimetry Analysis (TGA): Thermogravimetry Analysis is a method of measuring the relationship between the mass of a substance and the temperature (or time) under program temperature control. TGA can monitor the subtle quality
changes of the material in the process of program-controlled temperature change through a sophisticated electronic balance. According to the relationship between material quality and temperature (or time), die physische, chemical and
thermodynamic properties of materials can be studied and analyzed. In Bezug auf Leiterplatte analysis, Es wird hauptsächlich verwendet, um die thermische Stabilität oder thermische Zersetzungstemperatur des Leiterplatte material. If the thermal decomposition
temperature of the substrate is too low, the Leiterplatten Berst oder Delamination während der hohen Temperatur des Lötprozesses.