Teknik PCB - Apa penyebab kegagalan papan PCB

Sebagai pembawa pelbagai komponen dan hub penghantaran isyarat sirkuit, papan PCB telah menjadi bahagian penting dan kunci produk maklumat elektronik. Aras kualitinya dan kepercayaan menentukan kualiti dan kepercayaan seluruh peralatan. Dengan pengurangan produk maklumat elektronik dan keperluan perlindungan persekitaran bebas lead dan bebas halogen, papan PCB juga berkembang dalam arah densiti tinggi, Tg tinggi dan perlindungan persekitaran. Namun, disebabkan biaya dan sebab teknikal, banyak masalah kegagalan telah berlaku dalam produksi dan aplikasi papan PCB, yang telah menyebabkan banyak perdebatan kualiti. Untuk menjelaskan penyebab kegagalan untuk mencari penyelesaian untuk masalah dan membezakan tanggungjawab, perlu melakukan analisis kegagalan terhadap kegagalan yang telah berlaku.

Prosedur asas analisis kegagalan Untuk mendapatkan sebab atau mekanisme yang tepat kegagalan atau kegagalan papan PCB, prinsip asas dan proses analisis mesti diikuti, jika tidak maklumat kegagalan berharga boleh terlepas, menyebabkan analisis tidak dapat teruskan atau mungkin mendapat kesimpulan yang salah. Proses asas umum adalah, pertama, berdasarkan fenomena kegagalan, lokasi kegagalan dan mod kegagalan mesti ditentukan melalui koleksi maklumat, ujian fungsi, ujian prestasi elektrik, dan periksaan visual sederhana, iaitu lokasi kegagalan atau lokasi kegagalan. Untuk papan PCB sederhana atau papan PCB A, lokasi kegagalan mudah ditentukan, tetapi untuk peranti atau substrat pakej BGA atau MCM yang lebih kompleks, kegagalan tidak mudah dilihat melalui mikroskop dan tidak mudah ditentukan untuk sementara waktu. Pada masa ini, cara lain diperlukan. Tentu. Kemudian kita perlu menganalisis mekanisme kegagalan, iaitu, menggunakan berbagai-bagai kaedah fizikal dan kimia untuk menganalisis mekanisme yang menyebabkan kegagalan atau kegagalan papan PCB, seperti penyelesaian maya, polusi, kerosakan mekanisme, tekanan basah, kerosakan tengah, kerosakan kelelahan, migrasi CAF atau ion, overload tekanan dan sebagainya, iaitu, berdasarkan mekanisme kegagalan dan analisis proses, untuk mencari penyebab mekanisme kegagalan, dan pengesahan ujian jika perlu. Secara umum, pengesahan ujian patut dilakukan sebanyak mungkin, dan penyebab yang tepat kegagalan disebabkan boleh ditemui melalui pengesahan ujian. Ini menyediakan dasar sasaran untuk peningkatan berikutnya. Adakah untuk kumpulkan analisis kegagalan berdasarkan data percubaan, fakta dan kesimpulan yang dicapai dalam proses analisis, fakta yang diperlukan adalah jelas, alasan logik adalah ketat, dan rasionalitas adalah kuat. Jangan bayangkan keluar dari udara. Dalam proses analisis, perhatikan prinsip asas bahawa kaedah analitik seharusnya dari mudah ke kompleks, dari luar ke dalam, tidak pernah menghancurkan sampel dan kemudian menggunakannya. Hanya dengan cara ini kita boleh mengelakkan kehilangan maklumat kunci dan perkenalan mekanisme kegagalan manusia yang baru. Sama seperti kemalangan lalu lintas, jika pihak yang terlibat dalam kemalangan menghancurkan atau melarikan diri dari tempat kejadian, ia sukar bagi polis bijak untuk membuat keputusan yang tepat tanggungjawab. Pada masa ini, undang-undang lalu lintas biasanya memerlukan orang yang melarikan diri dari tempat kejadian atau pihak yang menghancurkan tempat kejadian untuk bertanggungjawab penuh. Analisis kegagalan papan PCB atau papan PCB A juga sama. Jika anda menggunakan besi soldering listrik untuk memperbaiki kongsi solder gagal atau menggunakan gunting besar untuk memotong papan PCB dengan kuat, maka tidak ada cara untuk memulakan analisis, dan lokasi gagal telah dihancurkan. Terutama apabila terdapat beberapa sampel gagal, apabila persekitaran lokasi gagal dihancurkan atau rosak, penyebab gagal sebenar tidak boleh diperoleh.

Teknologi AnalisiOptical microscope: Mikroskop optik terutama digunakan untuk pemeriksaan penampilan papan PCB, mencari bahagian kegagalan dan bukti fizikal berkaitan, dan menilai secara awal mod kegagalan papan PCB. Pemeriksaan penampilan terutama memeriksa pencemaran papan PCB, kerosakan, lokasi papan patah, kabel sirkuit dan keadilan kegagalan, jika ia adalah batch atau individu, ia sentiasa berkoncentrasi di kawasan tertentu, dll. X-ray: Untuk beberapa bahagian yang tidak dapat diperiksa secara visual, serta kesalahan dalaman dan lain-lain dalam lubang melalui papan PCB, Sistem fluoroskopi sinar-X perlu digunakan untuk pemeriksaan. Sistem fluoroskopi-sinar-X menggunakan tebal materi berbeza atau densiti materi berbeza berdasarkan prinsip berbeza penyorban basah atau penghantaran sinar-X untuk imej. Teknologi ini lebih digunakan untuk memeriksa kekurangan dalaman papan PCB sekatan tentera A, kekurangan dalaman lubang-melalui, dan lokasi sekatan tentera yang cacat pakej densiti tinggi BGA atau peranti CSP.

Analisis penyelesaian: Analisis penyelesaian adalah proses untuk mendapatkan struktur salib-seksyen papan PCB melalui siri kaedah dan langkah seperti pengumpulan sampel, penyelesaian, penyelesaian, penyelesaian, kerosakan, dan pengamatan. Melalui analisis potongan, kita boleh mendapatkan maklumat kaya mikrostruktur yang mencerminkan kualiti papan PCB (melalui lubang, plating, dll.), yang menyediakan dasar yang baik untuk peningkatan kualiti berikutnya. Bagaimanapun, kaedah ini merusak, dan apabila pemisahan dilakukan, sampel akan tidak dapat dihancurkan.

Memindai mikroskop akustik: Pada masa ini, mikroskop akustik pemindaian ultrasonik mod C terutama digunakan untuk pengimbangan elektronik atau analisis pengumpulan. Ia menggunakan perubahan amplitud, fasa dan polaritas disebabkan oleh refleksi ultrasonik frekuensi tinggi pada antaramuka yang tidak berhenti bahan ke imej, dan pengimbasannya Kaedah adalah untuk imbas maklumat dalam pesawat XY sepanjang paksi Z. Oleh itu, mikroskop akustik pengimbasan boleh digunakan untuk mengesan komponen, bahan, dan pelbagai cacat di dalam PCB dan PCB A, termasuk retak, delamination, inklusi, dan kosong. Jika lebar frekuensi akustik pengimbas cukup, cacat dalaman kongsi solder juga boleh dikesan secara langsung. Imej akustik pengimbas biasa menggunakan warna amaran merah untuk menunjukkan keberadaan cacat. Kerana sejumlah besar komponen pakej plastik digunakan dalam proses SMT, sejumlah besar isu sensitiviti reflow basah dijana semasa penukaran dari memimpin ke proses bebas lead. Maksudnya, peranti plastik yang menyerap kelembapan akan muncul dalam atau substrat retakan delaminasi semasa reflow pada suhu proses bebas plum yang lebih tinggi, dan papan PCB biasa akan sering meledak pada suhu tinggi proses bebas plum. Pada masa ini, mikroskop akustik pengimbas menyatakan keuntungan khususnya dalam pengesan cacat yang tidak merusak papan PCB densiti tinggi berbilang lapisan. Secara umum, letupan yang jelas boleh dikesan hanya dengan pemeriksaan visual penampilan. Analisis mikroinframerah: Analisis mikroinframerah adalah kaedah analisis yang menggabungkan spektroskopi inframerah dan mikroskop. Ia menggunakan prinsip penyorban berbeza spektra inframerah dengan bahan-bahan berbeza (terutamanya bahan organik) untuk menganalisis komposisi komponen bahan-bahan, dan bergabung dengan mikroskop boleh membuat cahaya terlihat dan cahaya inframerah mempunyai laluan optik yang sama, selama mereka berada dalam medan pandangan terlihat, ia adalah mungkin untuk mencari jejak pencemaran organik untuk dianalisis. Tanpa kombinasi mikroskop, spektroskopi inframerah biasanya hanya boleh menganalisis sampel dengan sejumlah besar sampel. Bagaimanapun, dalam banyak kes dalam teknologi elektronik, pencemaran mikro boleh menyebabkan penyelamatan cacat pads PCB atau pin lead. Ia mungkin sukar untuk menyelesaikan masalah proses tanpa spektroskopi inframerah dengan mikroskop. Tujuan utama analisis micro-inframerah adalah untuk menganalisis kontaminan organik pada permukaan penyumbang atau permukaan kongsi solder, dan menganalisis penyebab kerosakan atau kesabaran yang buruk. Menimbas analisis mikroskop elektron: Menimbas mikroskop elektron adalah sistem imej mikroskopi elektron skala besar yang berguna untuk analisis kegagalan. Ia sering digunakan untuk pengawasan topografi. Mikroskop elektron imbas semasa sudah sangat kuat, dan mana-mana struktur yang baik atau ciri permukaan boleh dibesarkan. Perhatikan dan analisis ratusan ribu kali. Dalam analisis kegagalan papan PCB atau kongsi solder, SEM terutama digunakan untuk analisis mekanisme kegagalan. Secara khusus, ia digunakan untuk memerhatikan struktur topografik permukaan pad, struktur metalografik kongsi solder, dan mengukur komponen intermetal dan kemudahan solderability. Analisis penutup dan analisis wisker tin dan pengukuran. Tidak seperti mikroskop optik, mikroskop elektron pengimbas menghasilkan imej elektronik, jadi hanya warna hitam dan putih dihasilkan. Sampel mikroskop elektron pengimbas memerlukan konduktiviti. Bukan-konduktor dan beberapa semikonduktor perlu disemprot dengan emas atau karbon. Jika tidak, akumulasi muatan di atas permukaan sampel akan mempengaruhi Perhatian sampel. Selain itu, kedalaman medan imej mikroskop elektron pengimbas jauh lebih besar daripada yang mikroskop optik, dan ia adalah kaedah analisis penting untuk sampel yang tidak sama seperti struktur metalografik, pecahan mikroskop dan wisker tin. Analisis panas: Kalorimeter Pemindaian Berbeza (DSC)Kalorimetri Pemindaian Berbeza (Kalorimetri Pemindaian Berbeza) adalah kaedah untuk mengukur hubungan antara perbezaan kuasa antara bahan input dan bahan rujukan dan suhu (atau masa) di bawah kawalan suhu program. Ia adalah kaedah analitik yang mempelajari hubungan antara panas dan suhu. Menurut hubungan ini, ciri-ciri fizikal, kimia dan termodinamik bahan-bahan boleh dipelajari dan dianalisis. DSC mempunyai julat yang luas aplikasi, tetapi dalam analisis papan PCB, ia terutama digunakan untuk mengukur darjah penyembuhan dan suhu transisi kaca berbagai-bagai bahan polimer yang digunakan pada papan PCB. Kedua parameter ini menentukan kepercayaan papan PCB dalam proses berikutnya. Analisis Mekanikal Terma (TMA): Analisis Mekanikal Terma digunakan untuk mengukur ciri-ciri deformasi kuat, cair dan geli di bawah kuasa terma atau mekanikal di bawah kawalan suhu program. Ia adalah satu kaedah untuk mempelajari hubungan antara panas dan ciri-ciri mekanik. Menurut hubungan antara deformasi dan suhu (atau masa), ciri-ciri fizikal, kimia dan termodinamik bahan-bahan boleh dipelajari dan dianalisis. TMA mempunyai julat luas aplikasi. Ia terutama digunakan dalam analisis papan PCB untuk dua parameter kunci papan PCB: mengukur koeficien pengembangan linear dan suhu transisi kaca. Papan PCB bahan asas dengan koeficien pengembangan terlalu besar akan sering menyebabkan pecahan dan kegagalan lubang metalisasi selepas penyelesaian dan pemasangan. Analisi Termogravimetri (TGA): Analisi Termogravimetri adalah satu kaedah untuk mengukur hubungan antara mass a substansi dan suhu (atau masa) di bawah kawalan suhu program. TGA boleh mengawasi perubahan kualiti halus bahan dalam proses perubahan suhu dikawal program melalui seimbang elektronik yang canggih. Menurut