PCB 블로그 - PCB 보드 고장 분석 기술 백과사전

PCB 보드는 다양한 부품의 캐리어 및 회로 신호 전송의 허브로서 전자 정보 제품의 중요하고 중요한 부품이되었습니다.그 품질과 신뢰성은 전체 설비의 품질과 신뢰성을 결정한다.그러나 PCB 보드는 비용 및 기술적 이유로 생산 및 응용 프로그램에서 많은 오류 문제가 발생했습니다.이러한 고장 문제에 대해 우리는 PCB 보드의 제조 품질과 신뢰성을 보장하기 위해 자주 사용하는 고장 분석 기술을 사용해야 한다.이 글은 10가지 실효 분석 기술을 총결하여 참고로 제공하였다.

1.외관검사외관검사는 육안 또는 일부 간단한 기구, 례를 들면 립체현미경, 금상현미경 심지어 확대경으로 PCB판의 외관을 검사하여 고장위치와 관련 물증을 찾아낸다.주요 기능은 장애를 파악하고 PCB 보드의 장애 패턴을 초기화하는 것입니다.외관 검사는 주로 PCB 보드의 오염, 부식, 단판의 위치, 회로 배선 및 고장의 규칙성, 대량 또는 개별적인 경우 항상 특정 영역에 집중되어 있는지 등을 검사합니다. 또한 많은 PCB 보드 고장은 PCB 보드 a를 조립한 후에야 발견됩니다.고장이 조립 과정과 과정에서 사용된 재료로 인한 것인지는 고장 영역의 특성을 꼼꼼히 점검해야 한다.X선 투시는 눈으로 확인할 수 없는 일부 부품과 PCB 보드 구멍의 내부 및 기타 내부 결함에 대해 X선 투시 시스템을 사용하여 검사해야 합니다.X선 형광 투시 시스템은 X선의 흡습 또는 투사의 다른 원리에 따라 다른 재료 두께나 다른 재료 밀도를 사용하여 이미지를 생성합니다.이 기술은 PCB 보드 A 용접점의 내부 결함, 통공의 내부 결함, 고밀도 패키지에서 BGA 또는 CSP 부품의 결함 용접점의 위치를 검사하는 데 더 많이 사용됩니다.현재 산업용 X선 투시 장비의 해상도는 1마이크로미터 또는 그 이하에 달할 수 있으며 2D 이미징 장비에서 3D 이미징 장비로 전환하고 있습니다.심지어 포장 검사를 위한 5차원 (5D) 장비도 있지만, 이 유형의 5DX 광학 투시 시스템은 매우 비싸서 업계에서 실제로 적용되는 경우는 거의 없다.슬라이스 분석 슬라이스 분석은 샘플링, 상감, 슬라이스, 광택, 부식 및 관찰과 같은 일련의 방법과 절차를 통해 PCB 보드 횡단면 구조를 얻는 과정입니다.슬라이스 분석을 통해 PCB 보드의 품질 (통공, 도금 등) 을 반영하는 미시적 구조에 대한 풍부한 정보를 얻을 수 있어 다음 단계의 품질 개선에 좋은 근거를 제공합니다.그러나이 방법은 파괴적입니다.일단 절편되면 견본은 불가피하게 파괴된다.이와 동시에 이런 방법은 견본품의 제조에 대한 요구가 아주 높고 견본품을 제조하는 시간이 아주 길며 잘 훈련된 기술자가 있어야 완성할수 있다.자세한 슬라이스 절차는 IPC 표준 IPC-TM-650 2.1.1 및 IPC-MS-810.4를 참조하십시오.스캐닝 음향학 현미경은 현재 C형 초음파 스캐닝 음향학 현미경은 주로 전자 패키지나 조립 분석에 사용된다.그것은 고주파 초음파가 재료의 불연속 인터페이스에서 반사되어 발생하는 진폭, 위상, 극성 변화를 이용하여 영상을 만든다.스캔 방법은 Z축을 따라 X-Y 평면의 정보를 스캔하는 것입니다.따라서 스캔 음향 현미경은 균열, 계층화, 혼합물 및 빈틈을 포함하여 PCB 보드 및 PCB 보드 A 내부의 구성 요소, 재료 및 다양한 결함을 감지하는 데 사용될 수 있습니다.스캔 음향의 주파수 폭이 충분하면 용접점의 내부 결함을 직접 감지할 수도 있습니다.일반적인 스캔 음향 이미지는 빨간색 경고 색상을 사용하여 결함의 존재를 나타냅니다.SMT 공정에는 플라스틱 패키징 소자가 많이 사용되기 때문에 납 공정에서 무연 공정으로 전환하는 과정에서 습기 환류 민감성 문제가 많이 발생한다.즉, 더 높은 무연 공정 온도에서 흡습 플라스틱 패키징 부품은 환류 과정에서 내부 또는 기판이 층별로 갈라지고, 일반 PCB 판은 무연 공정의 고온에서 종종 터진다.이때 스캔음향학현미경은 다층고밀도PCB판의 무손상탐상면에서의 특수한 우세를 두드러지게 했다.일반적으로 외관 검사를 통해서만 뚜렷한 폭발을 발견할 수 있다.미적외선 분석 미적외선 분석은 적외선 스펙트럼과 현미경을 결합한 분석 방법이다.그것은 서로 다른 재료 (주로 유기물) 의 적외선 스펙트럼에 대한 서로 다른 흡수 원리를 이용하여 재료의 화합물 구성을 분석한다.현미경과 결합하면 가시광선과 적외선이 같을 수 있다.광로는 가시광선의 시야에서만 분석해야 할 미량의 유기오염물을 찾을수 있다.현미경의 조합이 없다면 적외선 스펙트럼은 일반적으로 많은 샘플의 샘플만 분석 할 수 있습니다.그러나 전자 기술의 많은 경우 미세 오염으로 인해 PCB 용접 디스크나 핀의 용접 가능성이 떨어질 수 있습니다.현미경의 적외선 스펙트럼이 없으면 공정 문제를 해결하기 어렵다고 상상할 수 있다.미적외선 분석의 주요 목적은 용접 표면이나 용접점 표면의 유기 오염물을 분석하고 부식이나 용접성이 떨어지는 원인을 분석하는 것이다.스캔 전자현미경 분석 스캔 전자현미경(SEM)은 실효 분석을 위한 대형 전자현미경 이미징 시스템이다.그것의 작업원리는 음극을 리용하여 발사된 전자빔이 양극에 의해 가속되여 자기렌즈의 초점을 거친후 직경이 수십에서 수십에서 수십까지의 전자빔을 형성하는것이다.천에 (A) 의 전자빔은 스캔코일의 편전하에 전자빔은 일정한 시간과 공간서렬로 점차적으로 견본표면을 스캔한다.이 고에너지 전자빔은 샘플 표면에 충격을 주어 각종 정보를 불러일으켜 수집하고 확대하여 모니터에서 각종 상응하는 도형을 얻을 수 있다.자극된 이차전자는 샘플 표면 5-10nm의 범위 내에서 발생한다.따라서 이차전자는 샘플 표면의 형태를 더 잘 반영할 수 있기 때문에 형태관찰에 자주 사용된다.자극된 후방 산란 전자가 시료 표면 100에서 생성될 때, ~1000nm의 범위 내에서 물질의 원자 서수에 따라 서로 다른 특성을 가진 후방 반사 전자를 발사한다.따라서 배산란 전자 이미지는 형태적 특징과 원자 서수를 구분하는 능력을 가지고 있다.따라서 배산란 전자 이미지는 화학 원소의 구성 분포를 반영할 수 있다.현재의 스캔 전자 현미경은 매우 강력한 기능을 가지고 있으며, 어떠한 정교한 구조나 표면 특징도 수십만 배 확대하여 관찰하고 분석할 수 있다.SEM은 PCB 보드 또는 용접점의 실패 분석에서 주로 실패 메커니즘을 분석하는 데 사용됩니다.구체적으로 용접판 표면의 지형 구조, 용접점의 금상 조직을 관찰하고 금속 간 화합물과 용접성을 측정하는 데 쓰인다.코팅 분석과 주석 분석과 측정.광학현미경과 달리 전자현미경을 스캔하면 전자 이미지가 생성되기 때문에 검은색과 흰색만 생성된다.전자현미경을 스캔하는 샘플은 전도성이 필요하다.비전도체와 일부 반도체는 금이나 탄소를 분사해야 한다.그렇지 않으면 샘플 표면 전하의 축적은 샘플의 관찰에 영향을 줄 것이다.이밖에 전자현미경영상을 스캔하는 경치가 광학현미경보다 심원하여 금상조직, 미시단구, 주석수염 등 고르지 못한 견본의 중요한 분석방법이다.엑스선 스펙트럼 분석 상술한 스캐닝 전자 현미경은 일반적으로 엑스선 에너지 스펙트럼을 갖추고 있다.고에너지 전자빔이 샘플 표면에 부딪히면 표면 물질 원자 중의 내부 전자가 폭격당하고 도주한다.외계 전자가 낮은 에너지 수준으로 도약하면 피쳐 X선이 자극됩니다.서로 다른 원소의 서로 다른 원자력급의 특성을 발사하다.엑스선은 다르다.따라서 시료가 발사하는 특징인 X선을 화학성분으로 분석할 수 있다.이와 동시에 X선신호를 특징파장 또는 특징에너지로 검측함에 따라 상응한 계기는 스펙트럼크로마토그래프 (약칭하여 스펙트럼계, WDS) 와 에너지크로마토그래프라고 하는데 스펙트럼계의 해상도는 에너지크로마토그래프보다 높고 에너지크로마토그래프의 분석속도는 스펙트럼계보다 빠르다.스펙트럼의 속도가 빠르고 원가가 낮기 때문에 일반적인 스캐닝 전자 현미경은 스펙트럼으로 배치된다.전자빔의 서로 다른 스캐닝 방법을 통해 에너지 스펙트럼은 표면점 분석, 선 분석, 표면 분석을 할 수 있으며 원소의 서로 다른 분포에 대한 정보를 얻을 수 있다.점 분석은 한 점의 모든 요소를 얻습니다.선 분석은 지정된 선에 대해 한 번에 한 번씩 요소를 분석하고 여러 번 스캔하여 모든 요소의 선 분포를 얻습니다.표면 분석 분석은 표면의 모든 요소를 지정하며 측정된 요소 함량은 측정된 표면 범위의 평균입니다.PCB 보드의 분석에서 분광기는 주로 용접판 표면의 성분 분석과 용접판과 핀의 용접성이 떨어지는 표면 오염물의 원소 분석에 사용된다.분광기 정량 분석의 정확성은 제한되어 있으며, 함량이 0.1% 미만이면 일반적으로 검사하기 어렵다.스펙트럼과 스캐닝 렌즈의 결합 사용은 표면 형상과 성분 정보를 동시에 얻을 수 있는데, 이것이 바로 그것들이 널리 사용되는 원인이다.광전자 스펙트럼(XPS) 분석은 시료가 X선을 받으면 표면 원자의 내각층 전자가 원자핵의 키를 벗어나 고체 표면을 벗어나 전자를 형성한다.그 운동에너지 Ex를 측정하여 원자의 내각층 전자의 결합에너지 Eb를 얻을 수 있다.서로 다른 전자 케이스층은 다르다.그것은 원자의"지문"인식 매개변수이며, 형성된 스펙트럼 선은 광전자 스펙트럼 (XPS) 이다.XPS는 샘플 표면 (나노미터) 요소의 정성 및 정량 분석에 사용할 수 있습니다.또한 결합 에너지의 화학 변위에 따라 원소의 화학 가격 상태 정보를 얻을 수 있으며, 이는 표층 원자 가격 상태와 주변 원소의 결합 정보를 제공할 수 있다;입사 빔은 X선 광자 빔이므로 분석된 샘플을 손상시키지 않고 절연 샘플 분석을 통해 신속하고 다원적인 분석을 할 수 있습니다.아르곤 이온이 박리된 경우에도 사용할 수 있습니다. 여러 레이어에서 수직 요소 분포 분석 (아래 참조) 을 수행하며 에너지 스펙트럼 (EDS) 보다 훨씬 민감합니다.XPS는 주로 PCB 보드의 도금 품질, 오염 물질 분석 및 산화 정도 분석을 분석하여 용접 가능성이 떨어지는 심층 원인을 식별하는 데 사용됩니다.열 분석 차시 스캐닝 열량법(differential scanning Calometry·차시 스캐닝 열량계)은 프로그램 온도 제어 하에 입력 재료와 참조 재료 사이의 전력 차와 온도(또는 시간) 사이의 관계를 측정하는 방법이다.DSC는 샘플과 비교 용기 아래에 보상 가열사 두 세트를 갖추고 있다.가열과정에서 열효과로 시료와 참고시료 사이에 온도차가 발생할 경우 차분열증폭기 회로와 차분열보상증폭기를 사용하여 보상열선으로 유입되는 전류를 변화시킬 수 있다.양쪽의 열 균형, 온도차 Isla T가 사라지고 샘플과 대조품 아래 두 번의 전기 가열로 보상된 열 출력의 차이는 온도 (또는 시간) 에 따라 기록됩니다.이런 변화 관계에 따라 재료의 물리적 성질을 연구하고 분석할 수 있다.화학과 열역학적 성질.DSC는 광범위하게 활용되지만 PCB 보드의 분석에서는 PCB 보드에 사용되는 다양한 폴리머 재료의 경화 정도와 유리화 변환 온도를 측정하는 데 주로 사용됩니다.이 두 매개변수는 후속 프로세스에서 PCB 보드의 신뢰성을 결정합니다.성 10.열기계 분석기(TMA) 열기계 분석은 프로그램 온도 제어에서 열 또는 기계력에 의해 고체, 액체 및 젤의 변형 특성을 측정하는 데 사용됩니다.일반적으로 사용되는 로드 방법으로는 압축, 관통, 스트레칭, 구부림 등이 있다. 테스트 프로브는 팔걸이 빔과 그 위에 고정된 스파이럴 스프링으로 지탱되며 모터를 통해 시료에 부하를 가한다.시료가 변형되면 차동 변압기가 이 변화를 감지해 온도, 응력, 응변 등의 데이터와 함께 처리한다. 무시할 수 있는 부하에서 재료의 변형과 온도(또는 시간) 사이의 관계를 얻을 수 있다.변형과 온도(또는 시간)의 관계에 따라 재료의 물리적, 화학적, 열역학적 성질을 연구하고 분석할 수 있다.TMA는 광범위하게 활용됩니다.그것은 주로 PCB 보드의 두 가지 핵심 매개변수를 분석하는 데 사용됩니다: 선 팽창 계수와 유리화 변환 온도를 측정합니다.기판의 팽창계수가 너무 큰 PCB판은 용접과 조립후 흔히 금속화구멍이 끊어져 효력을 상실하게 된다.PCB 보드의 고밀도 발전 추세와 무연 무할로겐의 친환경 요구로 인해 점점 더 많은 PCB 보드가 윤습성이 떨어지고 갈라지며 계층화되고 CAF 등 각종 실효 문제가 존재한다. 이러한 분석 기술의 실제 응용을 소개한다.PCB 보드의 고장 메커니즘과 원인을 이해하면 향후 PCB 보드의 품질 제어에 도움이 될 것이며, 유사한 문제가 재발하지 않도록 할 것이다.