PCB Блог - Проверка качества PCB Fr4 и отсутствие технологии SMT

1ãfr4 Проверка качества печатных плат

1) Рентгеновское обследование

После сборки рентгеновские лучи могут быть использованы для наблюдения таких дефектов, как соединение моста, открытие, нехватка припоя, избыток припоя, падение шара, утечка, попкорн и наиболее распространенные отверстия на дне BGA.

2) Сканирующий ультразвуковой микроскоп

Завершенные сборочные панели могут быть проверены с помощью сканирования SAM для различных скрытых ситуаций, а упаковочная промышленность может обнаружить различные скрытые отверстия и слои. Этот метод SAM можно разделить на три метода сканирования и визуализации: A (точка), B (линия) и C (плоскость), где наиболее часто используется плоское сканирование C - SAM.

3) Метод бокового просмотра

Оптически увеличенная боковая визуальная проверка может быть выполнена на небольших объектах в ограниченной области мертвого угла. Шаровая сварка BGA может быть использована для проверки внешнего кольца. В этом методе призма вращается на 90°, чтобы сфокусировать линзу, и передает изображение с помощью CCD с высоким разрешением. Увеличения варьируются от 50X до 200X, а также могут наблюдаться при положительном свете и подсветке. Можно видеть, что условия точки сварки включают: общий внешний вид, оловянную эрозию, форму точки сварки, рисунок поверхности точки сварки, остатки флюса и другие дефекты. Однако этот метод не может видеть внутреннюю сферу BGA. Требуется прямое наблюдение с помощью очень тонкого волокнистого эндоскопа. Однако, хотя идея хорошая, она не практична. Это не только дорого, но и легко плохо.

4) Измерение прочности отвертки

Используйте крутящий момент, создаваемый вращением специальной отвертки, чтобы поднять точку сварки и разорвать ее, чтобы увидеть ее прочность. Хотя этот метод может обнаруживать такие дефекты, как плавающая точка сварки, расщепление интерфейса или растрескивание сварного корпуса, он не эффективен для тонкой пластины.

5) Микроскопический метод

Этот метод требует не только различных установок для резки и подготовки образцов, но и сложных навыков и обширных знаний интерпретации для выявления реальных проблем разрушительным образом.

6) Метод осмотического окрашивания (широко известный как метод красных чернил)

Образцы погружаются в разбавленный специальный раствор красного красителя, который позволяет проникать в различные точки сварки трещинами и капиллярами с небольшими пористыми отверстиями, а затем высыхать. Когда каждый испытательный шар открывается или ломается силой, вы можете проверить, есть ли красные точки на сечении, чтобы увидеть, насколько полная точка сварки? Этот метод также известен как окрашивание и pry. Его раствор красителя также может быть изготовлен отдельно из флуоресцентных красителей, так что в ультрафиолетовой среде легче увидеть правду.

2 Пустые шары и другие дефекты

2.1 Причины пустоты в точке сварки

Точки сварки, образованные различными SMT - пастами, неизбежно будут иметь отверстия разных размеров, особенно точки с шаровым штифтом BGA / CSP. После высокотемпературной сварки без свинца тенденция к отверстиям становится еще более серьезной. Причины можно разделить на следующие категории:

2.1.1 Органические материалы: Содержание припоя составляет около 10 - 12% (вес). Из них наибольшее влияние оказывает то, чем больше флюс. Степень крекинга и газоотдачи различных флюидов различна, поэтому в качестве оптимальной стратегии следует выбрать флюидов с более низкой производительностью. Во - вторых, при высоких температурах флюс прилипает к оксиду на поверхности припоя, поэтому образование пустоты может быть уменьшено, если оксид может быть быстро удален. Поскольку сварка без свинца плоха, она также может сделать полость хуже.

2.1.2 Сварочный материал: При соприкосновении расплавленного припоя с чистой поверхностью, подлежащей сварке, сразу же образуется IMC и прочно сваривается. Однако эта реакция будет зависеть от размера поверхностного натяжения припоя. Чем больше поверхностное натяжение, тем больше сцепление, поэтому сцепление или текучесть, необходимые для расширения наружу, становятся хуже. Таким образом, органическое вещество или пузырьки с большим поверхностным натяжением в точке сварки пасты SAC305 не могут выходить из корпуса припоя, но могут оставаться в корпусе и становиться полостью. Как только температура плавления шара ниже, чем у пасты, отверстие плавает в шаре и собирается больше.

2.1.3 Поверхностная обработка: отверстие уменьшается, если мембрана для обработки поверхности подвержена загрязнению оловом, иначе сокращение олова или отторжение припоя могут привести к скоплению пузырьков и образованию большой дыры. Для поверхностных микроотверстий, которые могут легко привести к растрескиванию точки сварки, серебро более распространено. Серебряная поверхность имеет прозрачную органическую пленку, предотвращающую обесцвечивание серебра; Во время сварки слой серебра быстро растворяется в жидком олове, образуя IMC Ag3Sn5. Оставшиеся органические мембраны при высоких температурах неизбежно разрываются и превращаются в небольшие отверстия, которые особенно известны как « пузырьки шампанского », поэтому мы знаем, что серебряный слой не должен быть слишком толстым, 0,2 мкм лучше. Когда OSP слишком толстый, возникают микропоры интерфейса, и кожная оболочка не должна превышать 0,4 Isla 4mã.

2.1.4 В некоторых случаях большие площади сварных дисков также подвержены появлению пустот или микроотверстий. На этом этапе вы можете использовать метод разделения, чтобы добавить несколько выходов, вы также можете распечатать зеленый красочный крест, чтобы облегчить выход газа, чтобы избежать пустоты. Что касается отверстий, создаваемых микрослепыми отверстиями, то, конечно, лучшим вариантом является заполнение отверстий электрической медью. Другим эффективным способом уменьшения пустоты является предотвращение всасывания воды в пасту и предотвращение чрезмерной грубости медной поверхности или органических остаточных пленок.

2.2 Правила приемки отверстий

Слишком много отверстий на ногах шара влияет на его электропроводность и теплопередачу, а надежность точки сварки также плоха. Разрешенный верхний предел отверстия верхнего сечения составляет 25%, диаметр этих 25% составляет около 6% от общей контактной площади, и размер отверстия должен быть рассчитан вместе. Разрыв между сферическими лапками fr4 pcb и несущей пластиной или между верхним и нижним сварными дисками на самом деле является основной причиной трещин.

2.3 Классификация полостей

Пещеры BGA можно разделить на пять категорий в зависимости от их местоположения и источника. Что касается совести, то классификация уязвимостей в таблицах очень грубая и будет пересмотрена в будущем.

2.4 Мост

Причиной соединения моста и короткого замыкания между шаровыми штифтами может быть плохая печать сварной пасты, неправильное размещение компонентов, ручная регулировка после установки или разбрызгивание олова во время сварки. Причины открытия включают в себя плохую печать пасты, настройку после размещения, плохую общность или плохую сварку диска на пластине.

2.5 Холодная эластичность

Основной причиной холодного припоя является отсутствие образования IMC между сварным материалом и поверхностью, подлежащей сварке, или недостаточное количество и толщина IMC, что не позволяет ему демонстрировать сильную прочность. Этот дефект может быть тщательно изучен только с помощью оптического микроскопа и микроскопического среза fr4 pcb.