Технология PCBA - анализ технических элементов отказов PCBA

AnalySis on the key points of печатная платаA failure technology
как the carrier of various components и the hub of circuit signal transmission,печатная плата has become the most important and critical part of electronic information products. его качество и надежность определяют качество и надежность всего оборудования. Однако, по затратам и техническим причинам, a large number of failure problems have occurred in the production and application of печатная плата.

использование некоторых обычных методов анализа неисправностей занимает много времени. Between the structural characteristics of the печатная плата основные типы отказов, this article will focus on nine techniques for печатная плата анализ отказов, including: visual inspection, рентгеновская перспектива, металлографический анализ, thermal analysis, спектр фотоэлектронов, display Micro-infrared analysis, сканирующий зеркальный анализ и рентгеноспектральный анализ, сорт. анализ золотистого сечения - метод деструктивного анализа. после использования этих двух технологий, образец был уничтожен и не может быть извлечен; Кроме того, due to the requirements of sample preparation, Иногда для частичного разрушения образцов может потребоваться сканирование электронного микроскопа и рентгеноспектральный анализ. Кроме того, в процессе анализа, due to the need for verification of failure location and failure reasons, Возможно, необходимо использовать такие методы испытания, как тепловое напряжение, electrical performance, испытание свариваемости и Измерение размеров, сорт., здесь не указано. .

1. Visual inspection
Appearance inspection is to inspect the appearance of печатная плата visually or using some simple instruments, стереоскопический микроскоп, metallographic microscope or even magnifying glass, поиск дефектов и связанных с ними вещественных доказательств. The main function is to locate the failure and initially determine the failure mode of the печатная плата. визуальный осмотр печатная плата pollution, коррозия, the location of the board burst, замыкание цепи и закон неисправности, if it is batch or individual, всегда ли он сосредоточен в какой - то области, etc. Кроме того, many печатная плата неисправность была обнаружена после сборки компонентов печатная платаA. неисправность вызвана действием материала, используемого в технологии и процессе сборки, нужно тщательно проверять особенности зоны неисправности.

2. X-ray fluoroscopy
For some parts that cannot be visually inspected, а также внутренние и другие внутренние дефекты печатная плата, X-ray fluoroscopy system has to be used for inspection. рентгеновская флуоресцентная система визуализации с использованием различных толщин материала или плотности материала на основе различных принципов увлажнения или пропускания рентгеновских лучей. Эта техника используется чаще для проверки внутренних дефектов оборудования печатная платаA solder joints, внутренний дефект, and the positioning of defective solder joints of BGA or CSP devices in high-density packaging. В настоящее время разрешение промышленного рентгеновского оборудования может достигать 1 мкм или менее, and it is changing from two-dimensional to three-dimensional imaging equipment. There are even five-dimensional (5D) equipment used for package inspection, but this 5D X The optical perspective system is very expensive and rarely has practical applications in the industry.

три, slice analysis
Slicing analysis is the process of obtaining the cross-sectional structure of the печатная плата ряд методов и шагов, в том числе отбор проб, inlaying, срез, polishing, коррозия, and observation. анализ через разрез, we can get rich information of the microstructure that reflects the quality of печатная плата (through holes, plating, etc.), Это создает хорошую основу для дальнейших качественных улучшений. However, такой метод деструктивно. Once sliced, образец неизбежно будет уничтожен. одновременно, Этот метод требует высокой подготовки проб, а подготовка проб занимает много времени, для этого потребуется обученный технический персонал.. For detailed slicing process, См. процесс IPC - TM - 650 2.1.1 and IPC-MS-810.

четыре, scanning acoustic microscope
At present, ультразвуковой сканирующий микроскоп типа с используется главным образом для электронного герметизации или сборочного анализа. амплитуда использования, phase and polarity changes generated by the reflection of high-frequency ultrasonic waves on the discontinuous interface of the material to image. метод сканирования - сканирование информации по плоскости X - Y по оси Z. поэтому, сканирующий акустический микроскоп может использоваться для обнаружения дефектов в узлах, materials, and печатная платаs and печатная платаAs, including cracks, расслаивание, inclusions, пустота. If the frequency width of the scanning acoustics is sufficient, также можно непосредственно обнаруживать внутренние дефекты точки сварки. A typical scanning acoustic image uses a red warning color to indicate the existence of defects. Потому что технология SMT использует большое количество пластиковых пакетов, a large number of moisture reflow sensitivity issues are generated during the conversion from lead to lead-free process. То есть, moisture-absorbing plastic packaged devices will experience internal or substrate расслаивание трещина during reflow at a higher lead-free process temperature, обычный печатная платаs will often explode under the high temperature of the lead-free process. сейчас, the scanning acoustic microscope highlights its special advantages in non-destructive testing of multilayer high-density печатная платаs. Generally, видимая трещина может быть обнаружена только при визуальном осмотре.

5. Micro-infrared analysis
Micro-infrared analysis is an analysis method that combines infrared spectroscopy and microscope. It uses the principle of different absorption of infrared spectra by different materials (mainly organic matter) to analyze the compound composition of the material, при сочетании с микроскопом можно сделать видимый и красный свет одинаковым. The light path, только в видимом поле зрения, you can find the trace organic pollutants to be analyzed. без микроскопа, infrared spectroscopy can usually only analyze samples with a large amount of samples. However, in many cases in electronic technology, микрозагрязнение может привести к плохой свариваемости материала печатная плата pads or lead pins. можно представить, что без инфракрасного спектра микроскопа трудно решить Технологические проблемы.. The main purpose of micro-infrared analysis is to analyze the organic contaminants on the welded surface or the surface of the solder joint, параллельный анализ причин коррозии или свариваемости.

6. Scanning electron microscope analysis
Scanning electron microscope (SEM) is one of the most useful large-scale electron microscopy imaging systems for failure analysis. Its working principle is to use the electron beam emitted from the cathode to be accelerated by the anode and to form a beam with a diameter of tens to With an electron beam current of several thousand angstroms (A), при отклонении катушки развертки, the electron beam scans the surface of the sample point by point in a certain time and space sequence. Эта высокоэнергетическая электронная лучевая лучевая поверхность образца, и возбуждение информации при выходе, and various corresponding graphics can be obtained from the display screen after collection and magnification. возбужденный вторичный электрон вырабатывается в диапазоне от 5 до 10 нм поверхности образца. поэтому, secondary electrons can better reflect the morphology of the sample surface, Поэтому они наиболее часто используются в морфологических наблюдениях; А возбужденный обратно рассеянный электрон возникает в пределах 100 ~ 1000nm поверхности образца, the backscattered electrons with different characteristics are emitted according to the atomic number of the substance. поэтому, the backscattered electron image has the morphological characteristics and the ability to distinguish the atomic number. поэтому, the backscattered electron image can reflect the chemical element. распределение шихты. The current scanning electron microscope has very powerful functions. Любая тонкая структура или поверхность может увеличиться в сотни тысяч раз, чтобы наблюдать и анализировать.

In the failure analysis of печатная плата точка сварки, SEM is mainly used to analyze the failure mechanism. точно, it is used to observe the topographic structure of the pad surface, металлографическая структура точек сварки, measure the intermetallic compound, был проведен анализ свариваемости покрытия, а также анализ и замер олова.. оптический микроскоп, the scanning electron microscope produces an electronic image, только черно - белое. The sample of the scanning electron microscope needs to be conductive, не - проводники и некоторые полупроводники нуждаются в золоте или углероде. иначе, the accumulation of charges on the surface of the sample will affect Observation of the sample. Кроме того, the depth of field of the scanning electron microscope image is far greater than that of the optical microscope, является важным методом анализа неоднородных образцов, микроскопический излом и усик.

Seven, X-ray energy spectrum analysis
The scanning electron microscope mentioned above is generally equipped with an X-ray energy spectrometer. когда электронный луч высокой энергии попадает на поверхность образца, the inner electrons in the atoms of the surface material are bombarded and escaped. когда внешний электронный переход переходит на более низкий уровень, characteristic X-rays will be excited, Это признак различных атомных уровней различных элементов. X-rays are different. Therefore, the characteristic X-rays emitted by the sample can be analyzed as the chemical composition. At the same time, according to the detection X-ray signal as the characteristic wavelength or characteristic energy, the corresponding instruments are called spectral dispersion spectrometer (abbreviated as spectrometer, WDS) and energy dispersion spectrometer (abbreviated as energy spectrometer, EDS), разрешающая способность спектрометра выше, and the analysis speed of the energy spectrometer is faster than that of the spectrometer. так как спектрометр быстрый, стоимость низкая, the general scanning electron microscope configuration is the energy spectrometer.

используя различные методы сканирования электронного луча, спектрометр может проводить анализ поверхностных точек, линий и поверхности, а также получать информацию о различных распределении элементов. анализ точек доступа ко всем элементам; Line analysis каждый раз, когда в указанной строке исполняется элемент анализа, и многократно Сканируется для получения распределения всех элементов строки; анализ методом поверхностного анализа указывает на все элементы поверхности, измеренное содержание элементов в среднем по области измерений

В ходе анализа печатная плата спектрометр энергии используется главным образом для анализа состава поверхности паяльного диска, а также для анализа элементов загрязняющих веществ на поверхности выводов из - за разницы в свариваемости. точность количественного анализа спектрометра ограничена, содержание менее 0,1% обычно не поддается обнаружению. комбинированное использование спектров и сканирующих зеркал позволяет получать информацию о поверхности и ее компонентах одновременно, поэтому они широко используются.

8. Photoelectron Spectroscopy (XPS)
When the sample is irradiated by X-rays, электрон внутренней оболочки поверхностного атома отделяется от ключа атомного ядра, ускользает от образования электронов на твердой поверхности. Measuring the kinetic energy Ex, энергия связи с электронными оболочками. разная электронная оболочка. It is the "fingerprint" identification parameter of the atom, and the resulting spectrum is the photoelectron spectroscopy (XPS). XPS can be used for qualitative and quantitative analysis of elements on the shallow surface (several nanometers) of the sample surface. In addition, information about the chemical valence of elements can also be obtained based on the chemical shift of the binding energy. Он может предоставить информацию о валентности поверхностного слоя и о связи между элементами; падающий луч представляет собой рентгеновский фотонный луч, so it can be analyzed for insulating samples without damaging the analyzed sample for rapid multi-element analysis; it can also be used in the case of argon ion stripping Longitudinal element distribution analysis is performed on multiple layers (see the following case), and the sensitivity is much higher than that of the energy spectrum (EDS). XPS is mainly used for the analysis of the quality of the coating of the pad, анализ загрязняющих веществ в экологическом анализе и анализ окисленности печатная плата to determine the deep-seated causes of poor solderability.

девять, thermal analysis differential scanning calorimetry
(Differential Scanning Calorim- etry): A method of measuring the power difference between the input material and the reference material and the temperature (or time) relationship under program temperature control. под образцом и эталонным контейнером ДСК оборудована двумя комплектами компенсационных нагревательных линий. When the temperature difference ΔT between the sample and the reference occurs due to the thermal effect during the heating process, схема дифференциального термоусилителя и усилитель с дифференциальной термокомпенсацией, Make the current flowing into the compensation heating wire change, равновесное тепло, the temperature difference ΔT disappears, and record the difference between the heating power of the two electric heating compensation under the sample and the reference object with the temperature (or time) change relationship, в зависимости от этих изменений отношение может быть использовано для изучения и анализа физических процессов, химические и термодинамические свойства материала. DSC has a wide range of applications, но в печатная плата analysis, Он используется главным образом для измерения степени отверждения различных полимерных материалов на покрытии печатная плата (for example, Figure 2) and the glass transition temperature. Эти два параметра определены печатная плата in the subsequent process. надёжность.

термомеханический анализатор (тма): метод термомеханического анализа (термомеханический анализ) используется для измерения деформации твердого тела, жидкости и геля при помощи тепловой или механической силы при программном температурном контроле. часто используемые методы загрузки включают сжатие, интерполяцию, растяжение, изгиб и так далее. тестовые зонды поддерживаются консольными балками и винтовой пружиной, прикрепленной к ним, и нагружены образцами через двигатель. при деформации образца дифференциальный трансформатор обнаруживает это изменение и обрабатывает его с данными о температуре, напряжении и деформации. при игнорировать нагрузку можно установить зависимость между деформацией материала и температурой (или временем). в зависимости от соотношения деформации и температуры (или времени) можно изучать и анализировать физические, химические и термодинамические свойства материала. тма имеет широкое применение. Он используется главным образом для определения двух наиболее важных параметров анализа печатная плата: измерения коэффициента линейного расширения и температуры стеклообразования. при сварке и сборке пластины печатная плата с повышенным коэффициентом расширения базы часто приводят к разрыву металлизированных отверстий.

тенденции роста высокой плотности печатная плата and the environmental protection requirements of lead-free and halogen-free, всё больше и больше печатная платаs have various failure problems such as poor wetting, cracking, delamination, CAF and so on. внедрение этих методов анализа в практические дела. The acquisition of the failure mechanism and causes of the печатная плата будет способствовать контролю качества продукции печатная плата in the future, во избежание повторения подобных проблем.