PCB Tecnico - Quali sono le cause di guasto della scheda PCB

Come vettore di vari componenti e hub della trasmissione del segnale del circuito, la scheda PCB è diventata una parte importante e chiave dei prodotti di informazione elettronica. Il suo livello di qualità e affidabilità determinano la qualità e l'affidabilità dell'intera apparecchiatura. Con la miniaturizzazione dei prodotti informativi elettronici e i requisiti di protezione ambientale di piombo e alogeni-free, le schede 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 un gran numero di problemi di guasto nella produzione e nell'applicazione di schede PCB, che ha causato molte controversie 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 sul fallimento che si è verificato.

Procedura di base dell'analisi dei guasti Per ottenere la causa esatta o il meccanismo del guasto o del guasto della scheda PCB, devono essere seguiti i principi di base e il processo di analisi, altrimenti potrebbero mancare preziose informazioni sui guasti, 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 la semplice scheda PCB o scheda PCB A, la posizione del guasto è facile da determinare, ma per i 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. Certo. Quindi dobbiamo analizzare il meccanismo di guasto, cioè utilizzare vari metodi fisici e chimici per analizzare il meccanismo che causa il guasto o il difetto della scheda PCB, come saldatura virtuale, inquinamento, danno meccanico, stress di umidità, corrosione media, danno a 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., È quello di compilare l'analisi dei guasti basata sui dati sperimentali, fatti e conclusioni ottenuti nel processo di analisi, i fatti richiesti sono chiari, il ragionamento logico è rigoroso e la razionalità è forte. 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. Proprio come in 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. Anche l'analisi dei guasti della scheda PCB o della scheda PCB A è la stessa. Se si utilizza un saldatore elettrico per riparare i giunti di saldatura difettosi o si utilizzano grandi forbici per tagliare fortemente la scheda 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.

Microscopio ottico: Il microscopio ottico è utilizzato principalmente per l'ispezione dell'aspetto delle schede PCB, cercando parti di guasto e relative prove fisiche e giudicando preliminarmente la modalità di guasto delle schede PCB. L'ispezione dell'aspetto controlla principalmente l'inquinamento della scheda PCB, la corrosione, la posizione della scheda rotta, 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 dei fori passanti della scheda PCB, un sistema di fluoroscopia a raggi X deve essere utilizzato per l'ispezione. Il sistema di fluoroscopia a raggi X utilizza diversi spessori del materiale o diverse densità del materiale in base ai 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 A della scheda PCB, i difetti interni dei fori passanti e la posizione dei giunti di saldatura difettosi dei dispositivi BGA o CSP di imballaggio ad alta densità.

Analisi di affettatura: L'analisi di affettatura è il processo di ottenere la struttura trasversale della scheda 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 della scheda 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 di scansione: Attualmente, il microscopio acustico di scansione ultrasonica C-mode è utilizzato principalmente per l'imballaggio elettronico o l'analisi dell'assemblaggio. Utilizza i cambiamenti di ampiezza, fase e polarità causati dalla riflessione ultrasonica ad alta frequenza sull'interfaccia discontinua del materiale all'immagine e la sua scansione Il metodo è quello di scansionare le informazioni nel piano XY lungo l'asse Z. Pertanto, il microscopio acustico a scansione può essere utilizzato per rilevare componenti, materiali e vari difetti all'interno del PCB e del PCB A, tra cui crepe, delaminazione, inclusioni e vuoti. Se la larghezza di frequenza dell'acustica di scansione è sufficiente, anche i difetti interni dei giunti di saldatura possono essere rilevati direttamente. Una tipica immagine acustica di scansione utilizza un colore rosso di avvertimento per indicare l'esistenza di difetti. Poiché nel processo SMT viene utilizzato un gran numero di componenti confezionati in plastica, durante la conversione da piombo a processo privo di piombo vengono generati molti problemi di sensibilità al riflusso dell'umidità. Vale a dire, i dispositivi confezionati in plastica assorbenti dell'umidità appariranno crepe interne o di delaminazione del substrato durante il riflusso ad una temperatura di processo più elevata senza piombo e le schede PCB ordinarie esploderanno spesso all'alta temperatura del processo senza piombo. In questo momento, il microscopio acustico a scansione evidenzia i suoi vantaggi speciali nel rilevamento non distruttivo dei difetti delle schede PCB ad alta densità multistrato. Generalmente, le esplosioni evidenti possono essere rilevate solo dall'ispezione visiva dell'aspetto. 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 hanno lo stesso percorso ottico, purché siano nel campo visivo visibile, è possibile trovare tracce di inquinanti organici da analizzare. Senza la combinazione di un microscopio, la spettroscopia infrarossa di solito può analizzare solo campioni con una grande quantità di campioni. Tuttavia, in molti casi nella tecnologia elettronica, il micro-inquinamento può portare a una scarsa saldabilità dei pad PCB o perni di piombo. È concepibile che sia difficile risolvere problemi di processo senza spettroscopia infrarossa con un microscopio. Lo scopo principale dell'analisi micro-infrarossa è analizzare i contaminanti organici sulla superficie saldata o sulla superficie del giunto di saldatura e analizzare la causa della corrosione o della scarsa saldabilità. Analisi del microscopio elettronico di scansione: Il microscopio elettronico di scansione è un sistema utile di imaging di microscopia elettronica su larga scala per l'analisi di guasto. È spesso usato per l'osservazione topografica. L'attuale microscopio elettronico a scansione è già molto potente e qualsiasi struttura fine o caratteristica superficiale può essere ingrandita. Osservare e analizzare centinaia di migliaia di volte. Nell'analisi dei guasti di schede PCB o giunti di saldatura, SEM viene utilizzato principalmente per analizzare il meccanismo di guasto. Nello specifico, viene utilizzato per osservare la struttura topografica della superficie del pad, la struttura metallografica del giunto di saldatura e misurare il composto intermetallico e la saldabilità. Analisi del rivestimento e analisi e misurazione della frusta di stagno. A differenza di un microscopio ottico, il microscopio elettronico a scansione produce un'immagine elettronica, quindi vengono prodotti solo colori in bianco e nero. Il campione del microscopio elettronico a scansione richiede conducibilità. I non conduttori e alcuni semiconduttori devono essere spruzzati con oro o carbonio. In caso contrario, l'accumulo di cariche sulla superficie del campione inciderà sull'osservazione del campione. Inoltre, la profondità di campo dell'immagine del microscopio elettronico a scansione è di gran lunga superiore a quella del microscopio ottico ed è un metodo di analisi importante per campioni irregolari come la struttura metallografica, la frattura microscopica e la frusta di stagno. 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 il tempo) sotto controllo della temperatura del programma. È un metodo analitico che studia 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 delle schede PCB, viene utilizzato principalmente per misurare il grado di indurimento e la temperatura di transizione del vetro di vari materiali polimerici utilizzati sulla scheda PCB. Questi due parametri determinano l'affidabilità della scheda PCB nel processo successivo. Analizzatore meccanico termico (TMA): L'analisi meccanica termica viene 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 nell'analisi delle schede PCB per due parametri chiave delle schede PCB: misurazione del suo coefficiente di espansione lineare e della temperatura di transizione del vetro. La scheda PCB del materiale di base con coefficiente di espansione troppo grande porterà spesso alla frattura e al fallimento del foro metallizzato dopo la saldatura e l'assemblaggio. L'analisi termogravimetrica è un metodo per misurare la relazione tra la massa di una sostanza e la temperatura (o il tempo) sotto controllo della temperatura del programma. TGA può monitorare i sottili cambiamenti di qualità del materiale nel processo di cambiamento di temperatura controllato dal programma attraverso un sofisticato bilanciamento elettronico. Secondo la