PCB技術 - PCB故障解析技術とは何か

PCB故障解析技術とは何か

様々なコンポーネントのキャリアとして、回路信号伝送のハブとして, PCBボード 電子情報製品の最も重要かつ重要な部分となっている. その品質と信頼性レベルは、装置全体の品質と信頼性を決定します.

電子情報製品の小型化と鉛フリーおよびハロゲンフリーの環境保護要件, PCBは高密度の方向にも発達している, 高いTGと環境保護. しかし, 費用と技術的理由から, 多くの故障問題が発生した PCB生産 とアプリケーション, これは多くの品質論争を引き起こした.

問題の解決策を見つけ、責任を見分けるために、失敗の原因を明らかにするために, 失敗した場合は故障解析を行う必要がある. この編集者 PCB工場 みんなのために以下のテクノロジーをコンパイルしました!

PCB故障または故障の正確な原因またはメカニズムを得るために, 基本的な原則と分析プロセスをフォローする必要があります, さもなければ、貴重な失敗情報は逃してもよい, 分析を続けることができないか、間違った結論を得ることができない.

一般的な基本的なプロセスは、最初に、故障現象に基づいて、故障場所と故障モードが情報収集、機能テスト、電気性能テストと単純な目視検査、すなわち、失敗場所または失敗場所を通して決定されなければならないということです。単純なPCBまたはPCBAのために、失敗の位置は、決定するのが簡単です。しかし、より複雑なBGAまたはMCMパッケージされたデバイスまたは基板のために、欠陥は顕微鏡を通して観察するのが簡単でありません、そして、しばらくそれを決定するのは簡単でありません。このとき、他の手段を使用して決定する必要がある。

次に、破壊メカニズム、すなわち、仮想的な溶接、汚染、機械的損傷、水分ストレス、媒体腐食、疲労損傷、CAFまたはイオンマイグレーション、応力過負荷などのPCB破壊または欠陥発生を引き起こすメカニズムを解析するために様々な物理的および化学的方法を分析しなければならない。

そして，故障メカニズムとプロセス解析に基づいて故障原因解析を行い，故障機構の原因を究明し，必要に応じて検証を行う。一般に、テスト検証はできるだけ実行すべきであり、テスト検証によって誘起故障の正確な原因を見つけることができる。これは、次の改善の目標を提供します。

最後に，解析データに基づく故障解析報告書，分析過程で得られた事実と結論を整理し，明確な事実，厳密な論理的推論，強い組織を必要とする。薄い空気から想像しないでください。

分析の過程では、分析方法が単純から複雑に、外側から内側に、サンプルを破壊してからそれを使用しないことが基本的な原則に注意を払う。このようにすれば、鍵となる情報の損失や新しい人工破壊メカニズムの導入を避けることができます。

それは交通事故のようです。事故に巻き込まれた当事者が現場を破壊したり逃亡したりした場合、賢明な警察が責任の正確な決定をすることは困難である。このとき、交通法規は一般的に場面を逃れた人または場面を破壊した党に完全な責任を負う必要があります。

pcbやpcbaの故障解析は同じである。あなたが失敗したはんだ継ぎ手を修理するか、PCBを強制的にカットするために大きなはさみを使うために電気ハンダ付け鉄を使うならば、分析を始める方法がありません、そして、失敗サイトは破壊されました。特に失敗したサンプルが少ない場合は、失敗したサイトの環境が破壊されたり破損したりすると、実際の失敗原因は得られない。

光学顕微鏡

光学顕微鏡は主にpcbの外観検査に用いられ，不良部品や関連する物理的証拠を求め，pcbの故障モードを事前に決定する。目視検査は主にPCB汚染、腐食、ボードバーストの位置、PCB回路配線、不良の規則性をチェックし、バッチや個体であれば常に一定の領域に集中している。

X線撮影

PCBの貫通穴の内部および他の内部欠陥と同様に目視検査できない部分については、X線透視システムを検査に使用しなければならない。X線透視システムは、イメージングのためのX線の水分吸収または透過率の異なる原理に基づいて、異なる材料厚さまたは異なる材料密度を使用する。この技術は、PCBAはんだ接合の内部欠陥、スルーホールの内部欠陥、および高密度パッケージングにおけるBGAまたはCSPデバイスの不良はんだ接合部の位置決めを確認するために使用される。

スライス解析

スライス解析は、サンプリング、インディング、スライス、研磨、腐食、観察の一連の方法及び工程を経てPCBの断面構造を得るプロセスである。スライス解析を通じて、PCB（スルーホール、メッキなど）の品質を反映する微細構造の豊富な情報を得ることができ、次の品質向上のための良い基礎を提供する。しかし、この方法は破壊的です、一旦分割が行われるならば、サンプルは必然的に破壊されます。

超音波顕微鏡

現在，cモード超音波走査型音響顕微鏡は，主に電子実装や組立解析に使用されている。材料の不連続な界面に高周波超音波を反射して発生する振幅，位相，極性の変化を用いた。Z軸に沿った走査方法は、X−Y平面上の情報を走査する。

したがって、走査型超音波顕微鏡は、クラック、剥離、介在物、および空隙を含む構成要素、材料、およびPCBおよびPCBAsの様々な欠陥を検出するために使用することができる。走査音響の周波数幅が十分であれば、はんだ接合の内部欠陥を直接検出することもできる。

代表的な走査音響像は、欠陥の存在を示すために赤い警告カラーを使用する。SMTプロセスには多数のプラスチックパッケージ部品が使用されているので、リードから無鉛プロセスへの変換中に多くの水分リフロー感度問題が発生する。

すなわち、吸湿性プラスチックパッケージされたデバイスは、より高い無鉛プロセス温度でリフロー中に内部または基板の剥離剥離を経験し、一般的なPCBはしばしば鉛フリープロセスの高温下で爆発する。このとき，走査型超音波顕微鏡は多層高密度pcbsの非破壊試験で特別な利点を強調した。一般に、外観の目視検査だけで明らかなバーストを検出することができる。

マイクロ赤外分析は赤外分光法と顕微鏡を組み合わせた分析法である. It uses the principle of different absorption of infrared spectra by different materials (mainly organic matter) to analyze the compound composition of the material, そして、顕微鏡と組み合わせることで、可視光と赤外線を同一にすることができます. 光路, 目に見える限り, 分析される微量有機汚染物質を見つけることができます.

顕微鏡の組合せなしで、赤外線分光法は、通常大量サンプルのサンプルを分析することができます。しかし、電子技術の多くの場合、マイクロ汚染はPCBパッドまたはリードピンのはんだ付け性を低下させる。赤外分光法を用いずに顕微鏡を用いてプロセスの問題を解決することは困難であると考えられる。マイクロ赤外線解析の主目的は，溶接表面またははんだ接合部表面の有機汚染物質を分析し，腐食の原因やはんだ付け性を解析することである。

走査型電子顕微鏡解析

走査型電子顕微鏡（sem）は，故障解析のための最も有用な大規模電子顕微鏡画像システムの一つである。地形観測に最もよく用いられる。現在の走査型電子顕微鏡は既に非常に強力である。どんな微細構造または表面特徴も拡大できる。観察し、数十万回の分析。

pcbまたははんだ接合の故障解析では，semを用いて故障機構を解析した。具体的には，パッド表面のトポグラフィー構造，はんだ接合の金属組織構造を観察し，金属間化合物を測定し，はんだ付け性分析を行い，tinウィスカ解析と測定を行う。

光学顕微鏡と異なり、走査型電子顕微鏡は電子像を形成するので、白黒の色しかなく、走査型電子顕微鏡のサンプルは導電性であり、非導体と半導体は金または炭素で噴霧する必要がある。さもなければ、サンプルの表面上の電荷の蓄積は、サンプルの観察に影響を及ぼす。また、走査型電子顕微鏡画像の被写界深度は光学顕微鏡よりも遥かに大きい。

Differential Scanning Calorimeter (DSC)

示差走査熱量測定（示差走査熱量測定）は、入力材料と基準物質との間の電力差とプログラム温度制御下の温度（または時間）との間の関係を測定する方法である。熱と温度の関係を解析する方法である。この関係により，材料の物理的，化学的，熱力学的性質を研究し解析した。

dscは広い範囲の用途を有しているが，pcb分析においては，pcb上の種々の高分子材料の硬化度とガラス転移温度を測定するのが主である。これらの2つのパラメータは、次のプロセスにおけるPCBの信頼性を決定する。

熱機械分析装置（TMA）

プログラム温度制御下での熱的または機械的力の下での固体，液体及びゲルの変形特性を測定するために，熱機械解析（熱機械解析）を使用した。熱と機械的性質の関係を研究する方法である。変形と温度（または時間）の関係により，材料の物理的，化学的，熱力学的性質を研究し解析した。TMAには幅広い用途があります。PCB分析におけるPCBの2つの最も重要なパラメータに対して主に用いられる。大きな膨張係数を有する基板を有するpcbsは，はんだ付けと組立後の金属化穴の破壊破壊につながることが多い。

熱重量分析計（TGA）

熱重量分析（熱重量分析）は、プログラム温度制御下で物質の質量と温度（または時間）との関係を測定する方法である。TGAは、洗練された電子天秤を通してプログラム制御された温度変化の間、材料の微妙な品質変化をモニターすることができます。材料品質と温度（または時間）の関係により，材料の物理的，化学的，熱力学的性質を研究し解析した。

PCB分析に関して, PCB材料の熱安定性または熱分解温度を測定するのに主に用いられる. 基板の熱分解温度が低すぎる場合, the PCBボード はんだ付けプロセスの高温時のWellバーストまたは欠陥剥離. .