Technologie PCB - Quelles sont les causes de défaillance de la carte PCB

La carte PCB, en tant que support de divers composants et plaque tournante pour la transmission de signaux de circuit, est devenue un composant essentiel et essentiel des produits d'information électroniques. Son niveau de qualité et de fiabilité détermine la qualité et la fiabilité de l'ensemble de l'équipement. Avec la miniaturisation des produits d'information électroniques et les exigences environnementales sans plomb et sans halogène, la carte PCB évolue également vers une densité élevée, une TG élevée et une protection de l'environnement. Cependant, pour des raisons de coût et de technologie, les cartes PCB ont rencontré un grand nombre de problèmes de défaillance dans la production et l'application, provoquant de nombreux litiges de qualité. Afin de clarifier la cause de la défaillance, de trouver une solution au problème et de distinguer les responsabilités, il est nécessaire de procéder à une analyse de la défaillance qui a eu lieu.

Procédures de base pour l'analyse des défaillances afin d'obtenir la cause exacte ou le mécanisme d'une défaillance ou d'une défaillance d'une carte PCB, il est essentiel de suivre les principes de base et le processus d'analyse, sinon des informations précieuses sur les défaillances peuvent être manquées, ce qui rend l'analyse impossible ou conduit à des conclusions erronées. Le processus de base général est que, tout d'abord, en fonction du phénomène de défaillance, la position de la défaillance et le mode de défaillance, c'est - à - dire la position de la défaillance ou la position de la défaillance, doivent être déterminés par la collecte d'informations, des tests fonctionnels, des tests de performance électrique et une simple inspection visuelle. Pour une carte PCB simple ou une carte PCB a, l'emplacement du défaut est facile à déterminer, mais pour des dispositifs ou des substrats plus complexes encapsulés BGA ou MCM, le défaut n'est pas facilement observable par microscopie et n'est pas facile à déterminer au fil du temps. À ce stade, d'autres moyens sont nécessaires. Bien sûr Ensuite, nous devons analyser les mécanismes de défaillance, c'est - à - dire utiliser diverses méthodes physiques et chimiques pour analyser les mécanismes qui entraînent la défaillance ou les défauts de la carte PCB, tels que le soudage par pointillés, la contamination, les dommages mécaniques, le stress hydrique, la corrosion des médias, les dommages causés par la fatigue, la migration CAF ou ionique, la surcharge de stress, etc. ensuite, il y a l'analyse des causes de défaillance, c'est - à - dire, Sur la base du mécanisme d'échec et de l'analyse du processus, découvrez la cause du mécanisme d'échec et effectuez une vérification d'essai si nécessaire. En règle générale, une vérification d'essai doit être effectuée dans la mesure du possible, grâce à laquelle la cause exacte de la défaillance induite peut être trouvée. Cela fournit une base ciblée pour les prochaines étapes d'Amélioration., Est l'écriture d'une analyse de défaillance au cours de l'analyse basée sur les données expérimentales, les faits et les conclusions tirées, exigeant que les faits soient clairs, que le raisonnement logique soit strict et que la rationalité soit forte. N'imaginez pas à partir de rien. Au cours de l'analyse, il est important de prêter attention aux principes fondamentaux selon lesquels les méthodes d'analyse sont simples à complexes, de l'extérieur à l'intérieur, et ne doivent jamais compromettre la réutilisation des échantillons. Ce n'est qu'ainsi que la perte d'informations critiques et l'introduction de nouveaux mécanismes de défaillance humaine peuvent être évités. Tout comme dans un accident de la circulation, il est difficile pour un policier avisé de déterminer avec précision la responsabilité si la personne impliquée dans l'accident endommage ou fuit la scène. À ce stade, les lois sur la circulation exigent généralement que les personnes qui fuient le site ou la partie qui détruit le site assument l'entière responsabilité. L'analyse des défauts de la carte PCB ou de la carte PCB a est également la même. Si vous réparez les points de soudure défectueux avec un fer à souder électrique ou si vous coupez fortement la carte PCB avec de grandes ciseaux, il n'y a aucun moyen de commencer l'analyse et le site défectueux a été détruit. Surtout quand il y a peu d'échantillons défectueux, une fois que l'environnement du site de défaillance a été détruit ou endommagé, la cause réelle de défaillance ne peut pas être obtenue.

Microscope optique: le microscope optique est principalement utilisé pour l'inspection de l'apparence de la carte PCB, la recherche du site de défaillance et des preuves matérielles connexes, le jugement préliminaire du mode de défaillance de la carte PCB. L'inspection de l'apparence vérifie principalement la contamination de la carte PCB, la corrosion, l'emplacement de la carte cassée, la régularité du câblage et des défaillances du circuit, s'il s'agit d'un lot ou d'un individu, s'il est toujours concentré dans une zone, etc. rayons X (rayons X): pour Certaines pièces qui ne peuvent pas être inspectées visuellement, ainsi que pour les défauts internes et autres défauts internes des Vias de la carte PCB, L'examen doit être effectué à l'aide d'un système de fluoroscopie à rayons X. Les systèmes de fluoroscopie par rayons X utilisent différentes épaisseurs de matériaux ou différentes densités de matériaux pour l'imagerie basée sur différents principes d'absorption d'humidité ou de transmission des rayons X. Cette technique est plus utilisée pour vérifier les défauts internes des points de soudure de la carte PCB a, les défauts internes des Vias et l'emplacement des points de soudure défectueux des dispositifs BGA ou CSP encapsulés à haute densité.

Analyse de tranche: l'analyse de tranche est le processus d'obtention de la structure de la Section de la carte PCB par une série de méthodes et d'étapes telles que l'échantillonnage, l'incrustation, le tranchage, le polissage, la corrosion, l'observation, etc. Avec l'analyse de tranche, nous pouvons obtenir une richesse d'informations sur la microstructure (via, placage, etc.) qui reflète la qualité de la carte PCB, fournissant une bonne base pour les prochaines étapes d'amélioration de la qualité. Cependant, cette méthode est destructive et l'échantillon sera inévitablement détruit une fois le tranchage effectué.

Microscope acoustique à balayage: actuellement, les microscopes acoustiques à balayage par ultrasons de type C sont principalement utilisés pour l'encapsulation électronique ou l'analyse d'assemblage. Il utilise les variations d'amplitude, de phase et de polarité induites par la réflexion ultrasonore à haute fréquence sur l'interface discontinue du matériau pour l'imagerie et le balayage. La méthode consiste à balayer l'information dans le plan XY le long de l'axe Z. Ainsi, la microscopie acoustique à balayage peut être utilisée pour détecter les composants, les matériaux et divers défauts à l'intérieur des PCB et des PCB a, y compris les fissures, la stratification, les inclusions et les vides. Si la largeur fréquentielle de l'acoustique de balayage est suffisante, il est également possible de détecter directement les défauts internes des points de soudure. Une image acoustique scannée typique utilise une couleur d'avertissement rouge pour indiquer la présence d'un défaut. En raison du grand nombre d'éléments d'encapsulation en plastique utilisés dans le procédé SMT, de nombreux problèmes de sensibilité au reflux humide peuvent survenir lors du passage du procédé au plomb au procédé sans plomb. C'est - à - dire, à des températures de processus sans plomb plus élevées, les dispositifs d'encapsulation en plastique hygroscopiques présentent une fissuration interne ou en couches du substrat lors du processus de reflux, tandis que les cartes PCB ordinaires ont tendance à éclater à des températures élevées du processus sans plomb. À ce stade, la microscopie acoustique à balayage met en évidence ses avantages particuliers dans la détection non destructive de cartes PCB multicouches à haute densité. En général, les sursauts visibles ne peuvent être détectés que par un examen visuel de l'apparence. Analyse micro - infrarouge: l'analyse micro - infrarouge est une méthode d'analyse qui combine la spectroscopie infrarouge et la microscopie. Il utilise différents principes d'absorption du spectre infrarouge par différents matériaux, principalement organiques, pour analyser la composition chimique des matériaux et, en combinaison avec un microscope, peut permettre à la lumière visible et infrarouge d'avoir le même chemin optique, tant qu'ils sont dans le champ de vision visible, il est possible de trouver des traces de contaminants organiques à analyser. Sans une combinaison de microscopes, la spectroscopie infrarouge ne peut généralement analyser que des échantillons d'un grand nombre d'échantillons. Cependant, dans de nombreux cas de technologie électronique, la micro - contamination peut entraîner une mauvaise soudabilité des plots ou des broches de PCB. On peut imaginer qu'il serait difficile de résoudre les problèmes de procédé sans le spectre infrarouge du microscope. L'objectif principal de l'analyse micro - infrarouge est d'analyser les contaminants organiques sur la surface de soudage ou la surface du point de soudure, d'analyser les causes de la corrosion ou de la mauvaise soudabilité.analyse par microscopie électronique à balayage: la microscopie électronique à balayage est un système d'imagerie de microscopie électronique à grande échelle utile pour L'analyse des défauts. Il est fréquemment utilisé pour les observations topographiques. Les microscopes électroniques à balayage actuels sont déjà très puissants et toute caractéristique structurelle ou de surface fine peut être amplifiée. Observé et analysé des centaines de milliers de fois. Dans l'analyse de défaillance d'une carte PCB ou d'un point de soudure, le SEM est principalement utilisé pour analyser le mécanisme de défaillance. Plus précisément, il est utilisé pour observer la structure topographique de la surface des plots, l'Organisation métallographique des points de soudure et pour mesurer les composés intermétalliques et la soudabilité. Analyse du revêtement et analyse et mesure de l'étain. Contrairement aux microscopes optiques, les microscopes électroniques à balayage produisent des images électroniques et ne produisent donc que du noir et du blanc. Un échantillon de microscope électronique à balayage nécessite une conductivité électrique. Les non - conducteurs et certains semi - conducteurs doivent être pulvérisés avec de l'or ou du carbone. Sinon, l'accumulation de charges à la surface de l'échantillon affectera l'observation de l'échantillon. En outre, les images de microscopie électronique à balayage ont une plus grande portée que la microscopie optique et sont une méthode d'analyse importante pour les échantillons hétérogènes tels que le tissu métallographique, Analyse thermique: le calorimètre à balayage différentiel (DSC) est une méthode de mesure de la relation entre la différence de puissance entre un matériau d'entrée et un matériau de référence et la température (ou le temps) sous contrôle de température programmé. Il s'agit d'une méthode analytique pour étudier la relation entre la chaleur et la température. Selon cette relation, les propriétés physiques, chimiques et thermodynamiques des matériaux peuvent être étudiées et analysées. Le DSC a un large éventail d'applications, mais dans l'analyse des cartes PCB, il est principalement utilisé pour mesurer le degré de durcissement et la température de transition vitreuse de divers matériaux polymères utilisés sur les cartes PCB. Ces deux paramètres déterminent la fiabilité de la carte PCB dans les processus ultérieurs. Analyseur thermomécanique (tma): l'analyse thermomécanique est utilisée pour mesurer les propriétés de déformation des solides, des liquides et des gels sous l'action de forces thermiques ou mécaniques sous contrôle de température programmé. C'est une méthode pour étudier la relation entre les propriétés thermiques et mécaniques. Selon la relation entre la déformation et la température (ou le temps), les propriétés physiques, chimiques et thermodynamiques des matériaux peuvent être étudiées et analysées. TMA a un large éventail d'applications. Il est principalement utilisé pour analyser deux paramètres clés d'une carte PCB: mesurer son coefficient de dilatation linéaire et sa température de transition vitreuse. Le substrat a un coefficient de dilatation de la carte PCB trop élevé et tend à provoquer la rupture et la défaillance des trous métallisés après soudage et assemblage. Analyse thermogravimétrique (TGA): l'analyse thermogravimétrique est une méthode de mesure de la relation entre la masse d'une substance et la température (ou le temps) sous contrôle de température programmé. TGA peut surveiller les changements de qualité subtils des matériaux lors des changements de température contrôlés par programme grâce à une balance électronique sophistiquée. Selon