PCBA 기술 - PCBA 실효 기술 요점 분석

PCBA 고장 기술 요점 분석 PCB는 각종 부품의 담체와 회로 신호 전송의 중추로서 이미 전자 정보 제품에서 가장 중요하고 가장 관건적인 부분이 되었다.그 품질과 신뢰성은 전체 설비의 품질과 신뢰성을 결정한다.그러나 PCB는 비용 및 기술적 이유로 생산 및 응용 프로그램에서 많은 장애 문제를 겪고 있습니다.

일반적인 장애 분석 기술을 사용하는 데는 오랜 시간이 소요됩니다.PCB의 구조적 특징과 주요 실효 모델 사이에서 본고는 안시 검사, X선 형광 투시, 금상 절편 분석, 열 분석, 광전자 스펙트럼, 디스플레이 미적외선 분석, 스캐닝 전자 현미경 분석과 X선 스펙트럼 분석 등 PCB 실효 분석의 9가지 기술을 중점적으로 소개할 것이다.금상 단면 분석은 일종의 파괴적 분석 기술이다.이 두 가지 기술을 사용하면 샘플이 파괴되어 회수할 수 없습니다.또한 샘플 제조의 요구 사항으로 인해 때로는 샘플을 부분적으로 파괴하기 위해 전자 현미경과 X선 스펙트럼 분석을 스캔해야합니다.이 밖에 분석 과정에서 고장 위치와 고장 원인을 검증해야 하기 때문에 열응력, 전기성능, 용접성 테스트와 사이즈 측정 등 테스트 기술을 사용해야 할 수 있으므로 여기서 구체적으로 설명하지 않는다.

1.외관검사외관검사는 육안 또는 일부 간단한 기구, 례를 들면 립체현미경, 금상현미경 심지어 확대경을 사용하여 PCB의 외관을 검사하여 고장부위와 관련 물증을 발견하는것이다.주요 기능은 장애를 파악하고 PCB의 장애 패턴을 초기화하는 것입니다.외관 검사는 PCB의 오염, 부식, 판이 터진 위치, 회로 배선 및 고장의 규칙성, 대량 또는 개별적인 경우 항상 특정 영역에 집중되어 있는지 등을 주로 검사한다. 또한 많은 PCB 고장은 PCBA로 조립된 후 발견된다.고장이 조립 과정과 과정에서 사용되는 재료의 영향으로 발생했는지는 고장 영역의 특성을 꼼꼼히 점검해야 한다.

2. X선 투시는 눈으로 확인할 수 없는 일부 부품과 PCB 구멍의 내부 및 기타 내부 결함에 대해 X선 투시 시스템을 사용하여 검사해야 한다.엑스선 형광 투시 시스템은 이미징에 사용되는 엑스선의 흡습 또는 투사의 다른 원리에 따라 다른 재료 두께 또는 다른 재료 밀도를 사용합니다.이 기술은 PCBA 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 이하에 달할 수 있으며 2D 이미징 장비에서 3D 이미징 장비로 전환하고 있습니다.심지어 포장 검사를 위한 5차원 (5D) 장비도 있지만, 이 5DX 광학 투시 시스템은 매우 비싸서 업계에서 실제로 적용되는 경우는 거의 없다.

3. 절편 분석 절편 분석은 샘플링, 상감, 절편, 광택, 부식, 관찰 등 일련의 방법과 절차를 통해 PCB 횡단면 구조를 얻는 과정이다.절편 분석을 통해 PCB 품질을 반영하는 미시적 구조 (통공, 도금층 등) 에 대한 풍부한 정보를 얻을 수 있어 다음 단계의 품질 개선에 좋은 근거를 제공할 수 있다.그러나이 방법은 파괴적입니다.일단 절편되면 샘플은 불가피하게 파괴될 것이다.이와 동시에 이런 방법은 견본품의 제조에 대한 요구가 아주 높으며 견본품을 제조하는데 아주 오랜 시간이 걸리며 잘 훈련된 기술자가 있어야 완성할수 있다.자세한 슬라이스 절차는 IPC-TM-650 2.1.1 및 IPC-MS-810에 명시된 절차를 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 포함한 구성 요소, 재료 및 PCB 및 PCBA의 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 다량의 플라스틱 패키징 소자가 사용되기 때문에 납 공정에서 무연 공정으로 전환하는 과정에서 많은 양의 습기 환류 민감성 문제가 발생합니다.즉, 더 높은 무연 공정 온도에서 흡습 플라스틱 패키징 부품은 환류 과정에서 내부 또는 라이닝 계층의 갈라짐을 경험하며, 일반적인 PCB는 보통 무연 공정의 고온에서 폭발한다.이때 스캐닝 음향학 현미경은 다층 고밀도 PCB 무손실 검사에 대한 특별한 장점을 부각시켰다.일반적으로 외관에 대한 시각 검사를 통해서만 뚜렷한 폭발을 감지할 수 있다.

5. 미적외선 분석 미적외선 분석은 적외선 스펙트럼과 현미경을 결합한 분석 방법이다.이는 서로 다른 재료 (주로 유기물) 의 적외선 스펙트럼에 대한 서로 다른 흡수 원리를 이용하여 재료의 화합물 구성을 분석하고 현미경과 결합하여 가시광선과 적외선을 동일하게 할 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.

6. 스캔 전자현미경 분석 스캔 전자현미경(SEM)은 고장 분석에 가장 유용한 대형 전자현미경 영상 시스템 중 하나이다.그것의 작업 원리는 음극을 이용하여 발사된 전자빔이 양극에 의해 가속되어 직경이 수십 ~ 수천 에이트 (a) 의 전자빔 전류를 형성하고, 스캐닝 코일의 편전 하에서 전자빔은 일정한 시간과 공간 서열로 점차적으로 샘플 표면을 스캐닝하는 것이다.이 고에너지 전자빔은 샘플 표면을 강타하고 다양한 정보를 자극하여 수집과 확대를 거친 후 디스플레이에서 다양한 상응하는 그래픽을 얻을 수 있다.자극된 이차전자는 샘플 표면 5~10nm 범위 내에서 발생한다.그러므로 이차전자는 견본표면의 형태를 더욱 잘 반영할수 있기에 형태관찰에 가장 흔히 사용된다.자극된 배산사전자가 시료표면에서 생성될 때 100~1000nm의 범위내에서 물질의 원자서수에 따라 부동한 특성을 가진 배산사전자를 발사한다.따라서 배산란 전자 이미지는 형태적 특징과 원자 서수를 구분하는 능력을 가지고 있다.따라서 역방향 산란된 전자 이미지는 화학 요소를 반영할 수 있습니다.배합 재료의 분배.현재의 스캔 전자 현미경은 매우 강력한 기능을 가지고 있다.어떤 정교한 구조나 표면 특징도 수십만 배로 확대하여 관찰하고 분석할 수 있다.

PCB 또는 용접점의 실효 분석에서 SEM은 주로 실효 메커니즘을 분석하는 데 사용됩니다.구체적으로 용접판 표면의 지형 구조, 용접점의 금상 조직을 관찰하고, 금속 간 화합물과 용접성 코팅 분석을 측정하며, 주석 수염 분석과 측정을 하는 데 사용된다.광학 현미경과 달리 전자 현미경을 스캔하면 전자 이미지가 생성되기 때문에 흑백 이미지만 있습니다.전자현미경을 스캔하는 샘플은 전도성이 있어야 하고, 비전도성과 일부 반도체는 금이나 탄소를 뿌려야 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.

7. X선 스펙트럼 분석에서 언급한 스캔 전자 현미경은 일반적으로 X선 스펙트럼을 장착한다.고에너지 전자빔이 샘플 표면에 부딪히면 표면 재료 원자 중의 내부 전자가 폭격당하고 도주한다.외계전자가 비교적 낮은 에너지급으로 약진할 때 특징X선은 격발되는데 이는 부동한 원소의 부동한 원자력급의 특징이다.엑스선은 다르다.따라서 시료가 발사하는 특징인 X선을 화학성분으로 분석할 수 있다.또한 검출된 X선 신호를 특징 파장 또는 특징 에너지로 하여 해당 기기를 스펙트럼 분산 분광기 (약칭 분광기, WDS) 와 에너지 분산 분광기 (약칭 분광기, EDS) 라고 하며 분광기의 해상도는 분광기보다 높다.또한 에너지 스펙트럼의 분석 속도는 스펙트럼보다 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 측정 영역의 평균인 표면의 모든 요소를 지정합니다.

PCB의 분석에서 분광기는 주로 용접판 표면의 성분 분석과 용접판과 용접성이 떨어지는 핀 표면 오염물의 원소 분석에 사용된다.분광기 정량 분석의 정확성은 제한되어 있으며, 함량이 0.1% 미만이면 일반적으로 검사하기 어렵다.스펙트럼과 스캐닝 렌즈의 결합 사용은 표면의 형상과 성분에 대한 정보를 동시에 얻을 수 있는데, 이것이 바로 그것들이 널리 사용되는 원인이다.

8. 광전자 스펙트럼 (XPS) 시료가 X선을 받으면 표면 원자의 내각층 전자가 원자핵의 키를 벗어나 고체 표면을 벗어나 전자를 형성한다.운동에너지 Ex를 측정하여 원자의 내각층 전자의 결합에너지 Eb를 얻을 수 있다.서로 다른 전자 케이스층은 각각 다르다.그것은 원자의"지문"인식 매개변수이며, 얻은 스펙트럼은 광전자 스펙트럼 (XPS) 이다.XPS는 샘플 표면의 얕은 표면 (나노미터) 상의 요소를 정성 및 정량 분석하는 데 사용할 수 있습니다.또한 결합 에너지의 화학 위치 이동을 기반으로 원소의 화학 가격에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.이는 표면층의 원자가격상태와 주위원소의 결합에 대한 정보를 제공할수 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. 다중 레벨에서 수직 요소 분포 분석 (아래 참조) 을 수행하며 에너지 스펙트럼 (EDS) 보다 훨씬 민감합니다.XPS는 주로 용접 디스크 코팅의 품질, 오염 물질의 분석 및 PCB 산화 정도를 분석하여 용접 가능성이 떨어지는 심층 원인을 식별하는 데 사용됩니다.

9. 열 분석 차시 스캐닝 열량법(차시 스캐닝 열량계): 프로그램 온도 제어에서 입력 재료와 참고 재료 간의 전력 차 및 온도(또는 시간) 관계를 측정하는 방법.DSC는 샘플과 비교 용기 아래에 두 세트의 보상 가열선을 갖추고 있다.가열과정에서 열효과로 시료와 참고품 사이에 온도차가 생겼을 때 차분열증폭기회로와 차분열보상증폭기를 사용하여 보상가열선으로 유입되는 전류에 변화를 주고 양쪽의 열을 균형있게 하며 온도차가 사라지고또한 시료와 참고 대상 아래 두 차례 전기가열로 보상한 가열전력의 차이를 온도(또는 시간) 변화 관계로 기록하며, 이러한 변화 관계에 따라 재료의 물리적, 화학적, 열역학적 성질을 연구하고 분석하는 데 사용될 수 있다.DSC는 널리 사용되고 있지만 PCB 분석에서는 PCB에 사용되는 다양한 폴리머 재료의 고화 정도 (예: 그림 2) 및 유리화 변환 온도를 측정하는 데 주로 사용됩니다.이 두 매개변수는 후속 프로세스에서 PCB를 결정합니다.신뢰성

열기계 분석기(TMA): 열기계 분석 기술(Thermal Mechanical Analysis)은 프로그램 온도 제어에서 열 또는 기계력에서 고체, 액체 및 젤의 변형 성능을 측정하는 데 사용됩니다.일반적인 로드 방법으로는 압축, 바늘 삽입, 스트레칭, 구부림 등이 있다. 테스트 프로브는 팔걸이 빔과 그 위에 고정된 스파이럴 스프링으로 지탱되며 모터를 통해 시료에 부하를 가한다.시료가 변형되면 차동 변압기가 이러한 변화를 감지하여 온도, 응력 및 응변 등의 데이터와 함께 처리합니다.무시할 수 있는 하중에서 재료의 변형과 온도 (또는 시간) 사이의 관계를 얻을 수 있습니다.변형과 온도(또는 시간)의 관계에 따라 재료의 물리적, 화학적, 열역학적 성질을 연구하고 분석할 수 있다.TMA는 광범위하게 활용됩니다.그것은 주로 PCB 분석에서 PCB의 두 가지 가장 중요한 매개변수에 사용됩니다: 선형 팽창 계수와 유리화 변환 온도를 측정합니다.기판 팽창 계수가 너무 큰 PCB는 용접과 조립 후 금속화 구멍이 끊어져 효력을 잃는 경우가 많다.

PCB의 고밀도 발전 추세와 무연무할로겐의 친환경 요구로 인해 윤습성이 떨어지고 갈라지며 계층화, CAF 등 각종 실효 문제가 발생하는 PCB가 늘고 있다. 이러한 분석 기술이 실제 사례에서 활용되고 있음을 소개한다.PCB의 실효 메커니즘과 원인을 이해하는 것은 향후 PCB의 품질 제어에 도움이 될 것이며, 유사한 문제가 재발하지 않도록 할 것이다.