PCBA技術 - PCBAの故障解析

の故障解析 PCBA
PCBA システムは PCB 各種電子部品. 主な材料 PCB ガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材料, どちらを片面に分ける, 両面多層板.

PCBA failure characteristics

1. Mechanical damage

Due to the stress of bending, ねじれ, etc., コンポーネントは破損する可能性があります. SMDコンポーネント, 一部の部品のはんだ接合部はクラックされてもよいし、部品が損傷されてもよい. On PCBスルーホール, 部品のパッケージをクラックすることができる, または、ピンは、構成要素の本体から落ちることができる.

2. Thermal damage

- Excessive voltage applied to the 回路基板 過度の電流を引き起こす, そして、より小さい回路またはコンポーネントのために, their power consumption capacity leads to over-electricity damage (EOS);

- Damage caused by the external heat source of the equipment;

-Thermal damage caused by component failure (long-term high temperature causes epoxy resin to become carbonized and black)

3. Pollution

- The flux is not cleaned;

- leave fingerprints, dust or cleaning fluid during processing;

-metal fragments or solder bridging from assembly;

- Encountered polluted atmosphere during storage, equipment installation or operation;

-Moisture or salt in the environment. 環境中の汚染物質は銅線の腐食を引き起こし，絶縁を減少させる. Pollutants

can cause corrosion of 銅 circuits. 長い期間後, 汚染物質は金属の移動を引き起こす. ウィスカ成長と樹枝状結晶成長の2つの形態がある.

汚染物質の同定, 最もよく使われる顕微鏡とSEM, エクス, またはFTIR, SIMS, XPSなどの技術.

4. Thermal expansion mismatch

When materials with different thermal expansion coefficients are physically connected together, 彼らのサイズは温度で変わる, 特に温度が劇的に変化するとき, これは機械的な故障を引き起こす.

5. コンポーネント配線故障 PCB

はんだ接合部における配線故障の発生, 多層基板とパッド接続時の界面. いくつかの層とスルーホールと回路の亀裂の間の孔は、接続が失敗する原因となる. はんだ中の汚染物質は、弱いはんだ接合も引き起こす, はんだ接合割れの原因. 熱応力, 機械的応力, そして、プロセス問題はすべて相互接続故障を引き起こすことがありえます. 加えて, the thermal expansion of volatile organic compounds (VOCs) can cause pores or cracks, 接続失敗を引き起こす可能性がある.

PCB failure analysis steps

1. Visual inspection

Cracks on the substrate indicate the presence of stresses such as bending, 過熱した、または変色した線は過電流の徴候である. 亀裂はんだ接合ははんだ付け性問題またははんだ汚染を示す. いくつかのはんだ接合部は、暗表面、あるいは過剰またははんだが小さい. これらの特性は、はんだ付け技術が悪い兆候である, 汚染または過熱. どんな変色も可能です. 過熱. 多孔性を作るためのはんだリフロー, 高温とは.

2. X-ray

Check for any disconnection/短絡または回路損傷, 不完全に満たされたスルーホール, 不整合回路または部品パッド.

3. Electrical measurement

is used to confirm cracked and broken solder joints, 汚染物質による漏出, 電流を測定するために電圧を印加することができる, しかし、電圧は適切な範囲に制限されるべきである. テスト中にいくつかのストレスを適用するいくつかの断続的な異常を見つけることがあります.

4. Sectional analysis

For solder joints and internal defects of multilayer boards, 金属のサンプルを準備する方法は、チェックするのに用いられることができます.

5. SEM and EDX

Contaminants on the surface of the substrate can be identified by SEM. 基板の表面上またはコンフォーマルコーティングの下に汚染物質が現れる. 時々、コンフォーマルコーティングは、汚染物質に影響を与えずに最初に除去されなければならない, 塩素, フッ素, 硫黄, そして、Bromineは懸念の要素です, そして、臭素はある材料の難燃効果を果たす難燃性成分である. EDXは、はんだ接合部の汚染物質の存在を確認するために使用することができる. 硫黄, 酸素, copper, アルミニウムと亜鉛ははんだ接合の問題を引き起こす可能性のある汚染物質である. 汚染物質に起因するはんだ接合亀裂は、部品ピンとはんだとの間の界面で発生することが多い. 金属間化合物で.

The method of removing the conformal layer:

1. 溶剤で溶かす. キシレンなどの溶剤, トリクロロエタン, メチルアセトアルデヒド, ケトンと塩化メチレンは共形層を取り除くことができる, しかし、ボードや汚染物質を損傷しないでください.

2. 熱分離, 制御可能な低温加熱法の使用. この方法は厚いコーティングに最適である. 熱はコーティングに直接適用され、それを母材から分離する.

3. 研削する, 溶剤で溶けないコーティングを取り除くために、サンドブラストと同様の噴霧装置を使用する.

4. プラズマエッチング, 真空チャンバ内に基板を置き、低温プラズマを用いてコーティングを除去する. この方法はパリレンの除去に非常に有効である.

Insulation resistance test:

The decrease in insulation resistance may be the result of dendrite growth, 汚染物質等. 絶縁試験仕様書別. 絶縁 PCBsは相対湿度に非常に敏感である, 特に汚染されたもの. 一般に, 絶縁破壊は1 megohm以下である. The following are some guidelines for identifying insulation resistance problems:

- Before taking the measurement, the PCB それが経験した湿度レベルにさらされるべきです.

いくつかの回路は、回路システム全体から分離されるために物理的に分離される必要がある. これは、単一の回路測定をより正確にすることです. 複雑な構成要素または回路領域は、関心の故障位置を調査するために除去される必要があるかもしれない.

-漏出や汚染物質の実際の原因を確認するために、顕微鏡の下で慎重にチェックしてください.

-低電圧技術は、デバイスに損傷を避けるために測定に使用されるべきである.