PCB Tecnico - Analisi dei guasti PCB Analisi della tecnologia Enciclopedia

Come vettore di vari componenti e hub della trasmissione del segnale del circuito, la scheda PCB è diventata la parte più importante e critica dei prodotti di informazione elettronica. La qualità e l'affidabilità del PCB determinano la qualità e l'affidabilità di tutta l'attrezzatura. Con la miniaturizzazione dei prodotti informativi elettronici e i requisiti di protezione ambientale di piombo e alogeni-free, i PCB si stanno sviluppando anche nella direzione di alta densità, alta Tg e protezione ambientale. Tuttavia, a causa di costi e motivi tecnici, si sono verificati numerosi problemi di guasto nella produzione e nell'applicazione dei PCB, che hanno causato molte controversie in materia di qualità. Al fine di chiarire la causa del fallimento al fine di trovare una soluzione al problema e distinguere le responsabilità, è necessario condurre un'analisi del fallimento sui casi di fallimento che si sono verificati.

Procedura di base per l'analisi dei guasti

Per ottenere la causa esatta o il meccanismo di guasto o guasto PCB, i principi di base e il processo di analisi devono essere seguiti, altrimenti preziose informazioni sui guasti potrebbero essere perse, causando l'analisi di non essere in grado di continuare o potrebbe ottenere conclusioni sbagliate. Il processo di base generale è che, in primo luogo, sulla base del fenomeno di guasto, la posizione del guasto e la modalità di guasto devono essere determinati attraverso la raccolta di informazioni, test funzionali, test delle prestazioni elettriche e semplice ispezione visiva, cioè, posizione del guasto o posizione del guasto. Per PCB o PCBA semplici, la posizione del guasto è facile da determinare, ma per dispositivi o substrati confezionati BGA o MCM più complessi, i difetti non sono facili da osservare attraverso un microscopio e non sono facili da determinare per un po '. In questo momento, sono necessari altri mezzi per determinare.

Poi dobbiamo analizzare il meccanismo di guasto, cioè utilizzare vari metodi fisici e chimici per analizzare il meccanismo che causa guasto PCB o generazione di difetti, come saldatura virtuale, inquinamento, danno meccanico, stress di umidità, corrosione media, danno da fatica, CAF o migrazione ionica, sovraccarico di stress e così via. in base al meccanismo di guasto e all'analisi del processo, per individuare la causa del meccanismo di guasto e, se necessario, verificare la prova. Generalmente, la verifica del test dovrebbe essere eseguita il più possibile e la causa accurata del guasto indotto può essere trovata attraverso la verifica del test. Ciò fornisce una base mirata per il prossimo miglioramento. Infine, in base ai dati di prova, ai fatti e alle conclusioni ottenuti nel processo di analisi, viene compilato il rapporto di analisi dei guasti. I fatti riportati devono essere chiari, il ragionamento logico è rigoroso e organizzato. Non immaginare dal nulla.

Nel processo di analisi, prestare attenzione ai principi di base secondo cui il metodo analitico deve essere dal semplice al complesso, dall'esterno all'interno, senza mai distruggere il campione e poi usarlo. Solo in questo modo si può evitare la perdita di informazioni chiave e l'introduzione di nuovi meccanismi di fallimento creati dall'uomo. E' come un incidente stradale. Se la parte coinvolta nell'incidente distrugge o fugge dalla scena, è difficile per la saggia polizia determinare con precisione la responsabilità. In questo momento, le leggi sul traffico generalmente impongono alla persona che è fuggita dalla scena o al partito che ha distrutto la scena di assumersi la piena responsabilità. L'analisi dei guasti di PCB o PCBA è la stessa. Se si utilizza un saldatore elettrico per riparare i giunti di saldatura difettosi o si utilizzano grandi forbici per tagliare forzatamente il PCB, allora non c'è modo di avviare l'analisi e il sito di guasto è stato distrutto. Soprattutto quando ci sono pochi campioni falliti, una volta che l'ambiente del sito di guasto è distrutto o danneggiato, la vera causa di guasto non può essere ottenuta.

Tecnologia di analisi dei guasti

Microscopio ottico

Il microscopio ottico è utilizzato principalmente per l'ispezione dell'aspetto del PCB, cercando la parte di guasto e le relative prove fisiche e giudicando preliminarmente la modalità di guasto del PCB. L'ispezione visiva controlla principalmente l'inquinamento PCB, la corrosione, la posizione della rottura della scheda, il cablaggio del circuito e la regolarità del guasto, se è lotto o individuale, è sempre concentrato in una certa area, ecc.

Raggi X (raggi X)

Per alcune parti che non possono essere ispezionate visivamente, così come i difetti interni e altri interni del PCB attraverso i fori, il sistema di fluoroscopia a raggi X deve essere utilizzato per l'ispezione. I sistemi di fluoroscopia a raggi X utilizzano diversi spessori del materiale o diverse densità del materiale basate su diversi principi di assorbimento dell'umidità o trasmittanza dei raggi X per l'imaging. Questa tecnologia è più utilizzata per controllare i difetti interni dei giunti di saldatura PCBA, i difetti interni dei fori passanti e il posizionamento dei giunti di saldatura difettosi dei dispositivi BGA o CSP in imballaggi ad alta densità.

Analisi delle fette

L'analisi di affettatura è il processo di ottenere la struttura trasversale del PCB attraverso una serie di metodi e passaggi come campionamento, intarsio, affettatura, lucidatura, corrosione e osservazione. Attraverso l'analisi delle fette, possiamo ottenere informazioni ricche sulla microstruttura che riflette la qualità del PCB (attraverso fori, placcatura, ecc.), che fornisce una buona base per il prossimo miglioramento della qualità. Tuttavia, questo metodo è distruttivo e una volta effettuata la sezionamento, il campione sarà inevitabilmente distrutto.

Microscopio acustico a scansione

Attualmente, il microscopio acustico a scansione ultrasonica C-mode è utilizzato principalmente per l'imballaggio elettronico o l'analisi dell'assemblaggio. Utilizza i cambiamenti di ampiezza, fase e polarità generati dalla riflessione delle onde ultrasoniche ad alta frequenza sull'interfaccia discontinua del materiale all'immagine. L'asse Z esegue la scansione delle informazioni sul piano X-Y.

Analisi micro-infrarossa

L'analisi micro-infrarossa è un metodo di analisi che combina spettroscopia infrarossa e microscopio. Utilizza il principio di assorbimento differente degli spettri infrarossi da diversi materiali (principalmente materia organica) per analizzare la composizione composta del materiale e combinato con il microscopio può rendere la luce visibile e la luce infrarossa la stessa. Il percorso della luce, purché sia nel campo visivo visibile, è possibile trovare le tracce di inquinanti organici da analizzare.

Analisi del microscopio elettronico di scansione (SEM)

Il microscopio elettronico a scansione (SEM) è uno dei sistemi di imaging di microscopia elettronica su larga scala più utili per l'analisi dei guasti. È più comunemente usato per l'osservazione topografica. Gli attuali microscopi elettronici a scansione sono già molto potenti. Qualsiasi struttura fine o caratteristica superficiale può essere ingrandita. Osservare e analizzare centinaia di migliaia di volte.

Analisi termica

Calorimetro a scansione differenziale (DSC)

La calorimetria a scansione differenziale (Differential Scanning Calorimetry) è un metodo per misurare la relazione tra la differenza di potenza tra il materiale in ingresso e il materiale di riferimento e la temperatura (o tempo) sotto il controllo della temperatura del programma. È un metodo analitico per studiare la relazione tra calore e temperatura. In base a questa relazione, le proprietà fisiche, chimiche e termodinamiche dei materiali possono essere studiate e analizzate. DSC ha una vasta gamma di applicazioni, ma nell'analisi PCB, viene utilizzato principalmente per misurare il grado di indurimento e la temperatura di transizione del vetro di vari materiali polimerici utilizzati sul PCB. Questi due parametri determinano l'affidabilità del PCB nel processo successivo.

Analizzatore termomeccanico (TMA)

La tecnologia di analisi meccanica termica è utilizzata per misurare le proprietà di deformazione di solidi, liquidi e gel sotto forza termica o meccanica sotto controllo della temperatura del programma. È un metodo per studiare la relazione tra calore e proprietà meccaniche. In base alla relazione tra deformazione e temperatura (o tempo), le proprietà fisiche, chimiche e termodinamiche dei materiali possono essere studiate e analizzate. TMA ha una vasta gamma di applicazioni. Viene utilizzato principalmente per i due parametri più critici del PCB nell'analisi del PCB: misurare il suo coefficiente di espansione lineare e la temperatura di transizione del vetro. I PCB con substrati con coefficienti di espansione troppo grandi spesso portano a rottura dei fori metallizzati dopo saldatura e assemblaggio.

Analizzatore termogravimetrico (TGA)

L'analisi termogravimetrica è un metodo che misura la relazione tra la massa di una sostanza e la temperatura (o il tempo) sotto controllo della temperatura del programma. In termini di analisi PCB, viene utilizzato principalmente per misurare la stabilità termica o la temperatura di decomposizione termica del materiale PCB. Se la temperatura di decomposizione termica del substrato è troppo bassa, il PCB esploderà o fallirà la delaminazione durante l'alta temperatura del processo di saldatura.