Tecnología de PCB - Análisis enciclopédico de la tecnología de análisis de fallas de PCB

Como portador de varios componentes y centro de transmisión de señales de circuito, la placa de PCB se ha convertido en la parte más importante y crítica de los productos de información electrónica. La calidad y fiabilidad de la placa de circuito impreso determina la calidad y fiabilidad de todo el equipo. Con la miniaturización de los productos de información electrónica y los requisitos ambientales sin plomo y sin halógenos, los PCB también se están desarrollando hacia una alta densidad, alta Tg y protección del medio ambiente. Sin embargo, debido a los costos y razones técnicas, se han producido muchos problemas de falla en la producción y aplicación de pcb, lo que ha causado muchas disputas de calidad. Para aclarar la causa de la avería, encontrar una solución al problema y distinguir las responsabilidades, es necesario analizar los casos de avería que se han producido.

Procedimientos básicos para el análisis de fallas

Para obtener la causa o mecanismo exacto de la falla o falla del pcb, se deben seguir los principios básicos y el proceso de análisis, de lo contrario se puede perder información valiosa sobre la falla, lo que hace que el análisis no pueda continuar o sacar conclusiones erróneas. El proceso básico general es, en primer lugar, que, según el fenómeno de la avería, la ubicación de la avería y el modo de avería deben determinarse mediante la recopilación de información, pruebas funcionales, pruebas de rendimiento eléctrico y una simple inspección visual, es decir, la ubicación de la avería o la ubicación de la avería. Para los PCB simples o pcba, la ubicación de la falla es fácil de determinar, pero para los dispositivos o sustratos encapsulados bga o MCM más complejos, los defectos no son fáciles de observar a través del microscopio y no son fáciles de determinar durante un período de tiempo. En este momento, se necesitan otros medios para determinar.

Luego debemos analizar los mecanismos de falla, es decir, el uso de diversos métodos físicos y químicos para analizar los mecanismos que causan el fracaso o la generación de defectos de los pcb, como soldadura virtual, contaminación, daños mecánicos, estrés hídrico, corrosión dieléctrica, daños por fatiga, movilidad CAF o iones, sobrecarga de estrés, etc. después está el análisis de la causa del fallo, es decir, Basado en el análisis del mecanismo de falla y el proceso, descubra la causa del mecanismo de falla y realice pruebas y verificaciones si es necesario. En general, la verificación de la prueba debe realizarse en la medida de lo posible, y la causa exacta de la falla inducida se puede encontrar a través de la verificación de la prueba. Esto proporciona una base específica para las próximas mejoras. Finalmente, el informe de análisis de falla se compila de acuerdo con los datos de prueba, hechos y conclusiones obtenidos durante el análisis. Los hechos del informe deben ser claros, el razonamiento lógico debe ser estricto y organizado. No te imaginas de la nada.

En el proceso de análisis, se debe prestar atención a los principios básicos de los métodos de análisis de simple a profundo, de superficie a interior, y las muestras no deben ser destruidas para su reutilización. solo de esta manera se puede evitar la pérdida de información clave y la introducción de nuevos mecanismos de falla humana. Es como un accidente de tráfico. Si la parte en el accidente destruye o huye del lugar, es difícil para un policía sabio determinar con precisión la responsabilidad. En este momento, la Ley de tráfico generalmente requiere que las personas que huyen del lugar o la parte que destruye el lugar asuman toda la responsabilidad. El análisis de fallas de los PCB o pcba es el mismo. Si reparas el punto de soldadura defectuoso con una soldadora eléctrica o cortas el PCB por la fuerza con unas tijeras grandes, no hay forma de comenzar el análisis y la parte defectuosa ha sido dañada. Especialmente cuando hay pocas muestras de falla, una vez que el medio ambiente en el lugar de falla es destruido o destruido, no se puede obtener la verdadera causa de falla.

Tecnología de análisis de fallas

Microscopio óptico

El Microscopio óptico se utiliza principalmente para la inspección visual de los pcb, encontrar la ubicación de la falla y las pruebas materiales relacionadas, y juzgar preliminarmente el modo de falla de los pcb. La inspección visual consiste principalmente en comprobar la contaminación de los pcb, la corrosión, la ubicación de la explosión de la placa, la regularidad del cableado del circuito y las fallas, si siempre se concentran en una determinada zona si son lotes o individuales, etc.

Rayos X (rayos x)

Para algunas piezas que no se pueden inspeccionar visualmente, así como para el interior y otros defectos internos del agujero del pcb, se debe utilizar un sistema de radiografía para su inspección. El sistema de fluoroscopia de rayos X utiliza diferentes espesores de materiales o diferentes densidades de materiales para la imagen basada en diferentes principios de absorción o transmisión de humedad de los rayos X. Esta tecnología se utiliza más para comprobar los defectos internos de los puntos de soldadura pcba en envases de alta densidad, los defectos internos de los agujeros a través y el posicionamiento de los puntos de soldadura defectuosos de los dispositivos bga o csp.

Análisis de corte

El análisis de rebanadas es un proceso para obtener la estructura de sección transversal del PCB a través de una serie de métodos y pasos, como muestreo, incrustación, rebanadas, pulido, corrosión y observación. A través del análisis de rebanadas, podemos obtener información rica sobre la microestructura (a través de agujeros, recubrimientos, etc.) que refleja la calidad de los pcb, proporcionando una buena base para la próxima mejora de la calidad. Sin embargo, este método es destructivo y, una vez cortado, la muestra se destruirá inevitablemente.

Microscopio acústico de barrido

En la actualidad, el microscopio acústico de escaneo ultrasónico de tipo C se utiliza principalmente para encapsulamiento electrónico o análisis de montaje. Utiliza ultrasonido de alta frecuencia para reflejar los cambios de amplitud, fase y polaridad producidos en la interfaz discontinua del material para la imagen. El método de escaneo es escanear la información en el plano X - y a lo largo del eje Z.

Análisis de microinfrarrojos

El análisis de microinfrarrojos es un método de análisis que combina espectro infrarrojo y microscopio. Utiliza diferentes principios de absorción del espectro infrarrojo por diferentes materiales (principalmente materia orgánica) para analizar la composición de los compuestos del material y, en combinación con el microscopio, permite que la luz visible y la luz infrarroja sean las mismas. El camino de la luz, siempre que esté en el campo de visión de la luz visible, puede encontrar trazas de contaminantes orgánicos que deben analizarse.

Análisis de microscopía electrónica de barrido (sem)

El microscopio electrónico de barrido (sem) es uno de los sistemas de imágenes de microscopía electrónica a gran escala más útiles para el análisis de fallas. Se utiliza más comúnmente en la observación topográfica. El microscopio electrónico de barrido actual ya es muy potente. Cualquier característica estructural o superficial fina se puede ampliar. Cientos de miles de observaciones y análisis.

Análisis térmico

Termómetro de escaneo diferencial (dsc)

La termometría de escaneo diferencial es un método para medir la relación entre la diferencia de potencia entre el material de entrada y el material de referencia y la temperatura (o el tiempo) bajo el control de la temperatura del programa. Es un método de análisis para estudiar la relación entre el calor y la temperatura. Según esta relación, se pueden estudiar y analizar las propiedades físicas, químicas y termodinámicas del material. El DSC tiene una amplia gama de aplicaciones, pero en el análisis de pcb, se utiliza principalmente para medir el grado de curado y la temperatura de transición vítrea de varios materiales poliméricos utilizados en el pcb. Estos dos parámetros determinan la fiabilidad del PCB en los procesos posteriores.

Analizador termomecánico (tma)

La técnica de análisis termomecánico se utiliza para medir la propiedad deformada de sólidos, líquidos y geles bajo el control de la temperatura del programa bajo la acción de fuerzas térmicas o mecánicas. Este es un método para estudiar la relación entre el calor y la propiedad mecánica. Dependiendo de la relación entre la deformación y la temperatura (o el tiempo), se pueden estudiar y analizar las propiedades físicas, químicas y termodinámicas del material. TMA tiene una amplia gama de aplicaciones. Se utiliza principalmente para medir los dos parámetros más críticos de los PCB en el análisis de pcb: su coeficiente de expansión lineal y su temperatura de transición vítrea. Las placas de circuito impreso con un coeficiente de expansión excesivo del sustrato a menudo conducen a la ruptura y falla de los agujeros metálicos después de la soldadura y el montaje.

Analizador termogravimétrico (tga)

El análisis termogravimétrico es un método para medir la relación entre la masa de la sustancia y la temperatura (o tiempo) bajo el control de la temperatura del programa. En términos de análisis de pcb, se utiliza principalmente para medir la estabilidad térmica o la temperatura de descomposición térmica de los materiales de pcb. Si la temperatura de descomposición térmica del sustrato es demasiado baja, el PCB explotará durante la alta temperatura del proceso de soldadura o no se puede estratificar.