Tecnología de PCB - Análisis de fallas de casos 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 llegar a 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 fallos o defectos en los pcb, como soldadura virtual, contaminación, daños mecánicos, estrés hídrico, corrosión dieléctrica, daños por fatiga, migración de CAF o iones, sobrecarga de estrés, etc.

Luego está el análisis de la causa del fallo, es decir, sobre la base del mecanismo de falla y el análisis del proceso, se encuentran las causas del mecanismo de falla y, si es necesario, se prueban y verifican. 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. Por último, se elabora un informe de análisis de fallas basado en los datos de prueba, hechos y conclusiones obtenidos durante el análisis, que requiere hechos claros, razonamiento lógico estricto y organización Fuerte. 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.

El Microscopio óptico se utiliza principalmente para inspeccionar la apariencia de la placa de circuito impreso, encontrar la ubicación de la falla y las pruebas materiales relacionadas, y determinar preliminarmente el modo de falla de la placa de circuito impreso. 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 XY a lo largo del eje Z.

Por lo tanto, el microscopio acústico de barrido se puede utilizar para detectar diversos defectos en componentes, materiales y PCB y pcba, incluyendo grietas, estratificaciones, inclusiones y huecos. Si el ancho de frecuencia de la acústica de escaneo es suficiente, también se pueden detectar directamente defectos internos en los puntos de soldadura.

Las imágenes acústicas de escaneo típicas utilizan el color de advertencia Roja para indicar la presencia de defectos. Debido a la gran cantidad de componentes de encapsulamiento de plástico utilizados en el proceso smt, se producirá una gran cantidad de problemas de sensibilidad de retorno de humedad durante la conversión del proceso de plomo al proceso sin plomo. Es decir, a temperaturas más altas del proceso sin plomo, los dispositivos de encapsulamiento de plástico absorbente de humedad experimentan grietas en capas internas o de sustrato durante el proceso de retorno, mientras que los PCB comunes suelen explotar a altas temperaturas del proceso sin plomo.

En este momento, el microscopio acústico de escaneo destaca sus ventajas especiales en las pruebas no destructivas de PCB de alta densidad multicapa. Por lo general, solo se pueden detectar estallidos obvios a través de un examen visual de la apariencia.

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.

Sin una combinación de microscopios, los espectros infrarrojos generalmente solo pueden analizar muestras que contienen un gran número de muestras. Sin embargo, en muchos casos de tecnología electrónica, la microcontaminación puede causar una mala soldabilidad de almohadillas o pines de pcb. Se puede imaginar que sin el espectro infrarrojo del microscopio, sería difícil resolver el problema del proceso. El objetivo principal del análisis de microinfrarrojos es analizar los contaminantes orgánicos en la superficie de soldadura o en la superficie de los puntos de soldadura, y analizar las causas de la corrosión o la mala soldabilidad.

Microscopio electrónico 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.

En el análisis de falla de PCB o puntos de soldadura, el SEM se utiliza principalmente para analizar el mecanismo de falla. En concreto, se utiliza para observar la estructura topográfica de la superficie de la almohadilla, la estructura metalográfica de los puntos de soldadura, la medición de compuestos intermetálicos y recubrimientos soldables. análisis y realización de análisis y mediciones de la barba de Estaño.

A diferencia de los microscopios ópticos, los microscopios electrónicos de escaneo producen imágenes electrónicas, por lo que solo son negros y blancos, y las muestras de los microscopios electrónicos de escaneo deben ser conductoras, no conductoras y algunos semiconductores deben rociarse con oro o carbono. De lo contrario, la acumulación de carga eléctrica en la superficie de la muestra afectará la observación de la muestra. Además, el paisaje de las imágenes del microscopio electrónico de barrido es más profundo que el del microscopio óptico, que es un método importante de análisis de muestras desiguales como la estructura metalográfica, la fractura microscópica y la barba de Estaño.

Análisis térmico

Termómetro de escaneo diferencial (dsc)

La termometría de escaneo diferencial es un método para medir la relación entre la diferencia de potencia y la temperatura (o el tiempo) entre el material de entrada y el material de referencia 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.