PCB科技 - 淺談PCB失效分析科技

淺談PCB失效分析科技

PCB (多層電路板廠), 作為各種元器件的載體和電路訊號傳輸的樞紐, 已成為電子資訊產品中最重要、最關鍵的部分. 其質量和可靠性决定了整個設備的質量. 和可靠性. 隨著電子資訊產品的小型化和無鉛無鹵的環保要求, PCB (多層電路板 factory) is also developing in the direction of high density, 高Tg與環保. 然而, 由於成本和科技原因, 在PCBA的生產和應用中，出現了大量的失效問題, 導致了很多質量糾紛. 為了澄清故障原因，以便找到問題的解決方案並區分責任, 有必要對已發生的故障案例進行故障分析.

To obtain the accurate cause or mechanism of PCB (多層電路板 factory) failure or failure, 必須遵循基本原則和分析流程, 否則可能會遺失有價值的故障資訊, 導致分析無法繼續或可能得出錯誤結論. 一般的基本過程是, 第一, 基於失效現象, 必須通過資訊收集確定故障位置和故障模式, 功能測試, 電力性能測試, 和簡單的目視檢查, 那就是, 故障位置或故障位置. 對於簡單PCB或PCBA, 故障位置易於確定, 但對於更複雜的BGA或MCM封裝器件或基板, 這些缺陷不容易通過顯微鏡觀察，暫時也不容易確定. 此時, 需要其他方法來確定. 然後我們必須分析失效機制, 那就是, 使用各種物理和化學方法分析導致PCB失效或缺陷產生的機理, 如虛擬焊接, 污染, 機械損傷, 水分脅迫, 介質腐蝕, 疲勞損傷, CAF或離子遷移, 應力超載等. 然後是故障原因分析, 那就是, 基於失效機理和過程分析, 查找故障機制的原因, 必要時進行試驗驗證. 通常地, 應盡可能多地進行試驗驗證, 通過試驗驗證，可以找到誘發失效的準確原因. 這為下一步改進提供了有針對性的基礎. 最後, 根據試驗數據編制失效分析報告, 分析過程中得出的事實和結論, 要求清楚的事實, 嚴格邏輯推理, 和强大的組織. 不要憑空想像.

在分析過程中, 注意分析方法從簡單到複雜的基本原則, 從外到內, 切勿銷毀樣品，然後再使用. 只有這樣，我們才能避免關鍵資訊的遺失和引入新的人為故障機制. 就像一場交通事故. 如果事故當事人破壞或逃離現場, 聰明的警詧很難準確地確定責任. 此時, 交通法一般要求逃離現場的人或破壞現場的一方承擔全部責任. PCB或PCBA的失效分析也相同. If you use an electric soldering iron to repair the failed solder joints or use big scissors to cut the PCB (多層電路板 factory), 那麼分析就不可能了, 故障現場已被摧毀. NS系列. 尤其是當失敗的樣本很少時, 一旦故障現場的環境被破壞或損壞, 無法獲得真正的故障原因.

Optical microscope

The optical microscope is mainly used for the appearance inspection of PCB (多層電路板 factory), 尋找故障部位及相關物證, 初步判斷PCB的故障模式. 目視檢查主要檢查PCB污染情况, 腐蝕, 板突發的位置, 電路接線及故障規律, 如果是批量或單個, 它總是集中在某個區域嗎, 等.
Multilayer 電路板廠
X-ray (X-ray)

For some parts that cannot be visually inspected, as well as the internal and other internal defects of the through holes of the PCB (多層電路板 factory), 必須使用X射線透視系統進行檢查. X射線螢光透視系統根據X射線的吸濕性或透射率的不同原理，使用不同的資料厚度或不同的資料密度進行成像. 該科技更多用於檢查PCBA焊點的內部缺陷, 通孔的內部缺陷, 以及BGA或CSP器件在高密度封裝中缺陷焊點的定位.

Slice analysis

Slicing analysis is the process of obtaining the cross-sectional structure of the PCB through a series of methods and steps such as sampling, 鑲嵌, 切片, 拋光, 腐蝕, 和觀察. 通過切片分析, we can get rich information of the microstructure that reflects the quality of PCB (through holes, 電鍍, 等.), 為下一步的品質改進提供了良好的基礎. 然而, 這種方法具有破壞性, 一旦進行了剖切, 樣品將不可避免地被銷毀.

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 材料 (mainly organic matter) to analyze the compound composition of the 材料, 並結合顯微鏡可以使可見光和紅外光相同. 光路, 只要它在可見視野內, 你可以找到要分析的微量有機污染物. 沒有顯微鏡的組合, 紅外光譜儀通常只能分析大量樣品的樣品. 然而, 在許多情况下，在電子技術領域, 微污染可導致PCB焊盤或引線引脚的可焊性差. 可以想像，如果沒有顯微鏡的紅外光譜，很難解决工藝問題. 微紅外分析的主要目的是分析焊接表面或焊點表面的有機污染物, 並分析腐蝕或可焊性差的原因.

Scanning Acoustic Microscope

At present, C型超聲掃描聲學顯微鏡主要用於電子封裝或組裝分析. 它使用振幅, 高頻超聲波在資料與影像的不連續介面上反射產生的相位和極性變化. 掃描方法是沿Z軸掃描X-Y平面上的資訊. 因此, 掃描聲學顯微鏡可用於檢測部件中的各種缺陷, 材料 and PCB (多層電路板 factory) and PCBA (PCB patch), 包括裂縫, 分層, 夾雜物和空隙. 掃描聲學的頻率寬度是否足够, 還可以直接檢測焊點的內部缺陷. 典型的掃描聲影像使用紅色警告色來訓示缺陷的存在. 因為SMT工藝中使用了大量塑膠封裝組件, 在從含鉛工藝轉換為無鉛工藝的過程中，產生了大量的濕氣回流敏感性問題. 也就是說, 在無鉛工藝溫度較高的情况下，吸潮塑膠封裝器件在回流焊過程中會出現內部或基板分層開裂. 無鉛工藝高溫下, ordinary PCBs (多層電路板 factories) will often explode. . 此時, 掃描聲學顯微鏡突出了其在多層高密度PCB無損檢測中的特殊優勢. 通常地, 只有通過目視檢查外觀才能檢測到明顯的爆裂.

Scanning Electron Microscope Analysis (SEM)

Scanning electron microscope (SEM) is one of the most useful large-scale electron microscopy imaging systems for failure analysis. 它最常用於地形觀測. 現時的掃描電子顯微鏡已經非常强大了. 任何精細結構或表面特徵都可以放大. 觀察和分析數十萬次.

In the failure analysis of PCB (多層電路板 factory) or solder joints, SEM主要用於分析失效機理, 明確地, 用於觀察焊點的形貌和結構, 焊點的金相組織, 量測金屬中間物, 可焊性塗層分析和錫晶須分析與量測, 等. 與光學顯微鏡不同, 掃描電子顯微鏡產生電子影像, 所以它只有黑色和白色, 掃描電子顯微鏡的樣品需要導電, 非導體和一些電晶體需要噴金或碳. 否則, 樣品表面電荷的累積將影響樣品的觀察. 此外, 掃描電子顯微鏡影像的景深遠大於光學顯微鏡影像的景深, 是金相組織等不均勻樣品的重要分析方法, 微觀斷口與錫須.

thermal analysis

Differential Scanning Calorimeter (DSC)

Differential Scanning Calorimetry (Differential Scanning Calorim-etry) is a method of measuring the power difference between the input 材料 and the reference 材料 and the temperature (or time) relationship under program control. 這是一種研究熱量和溫度之間關係的分析方法. 根據這種關係, 物理, 可以研究和分析資料的化學和熱力學性質. DSC應用廣泛, 但在PCB分析中, 主要用於量測PCB上使用的各種高分子材料的固化度和玻璃化轉變溫度. These two parameters determine the PCB (多層電路板 factory) in the subsequent process Reliability in the process.

Thermogravimetric Analyzer (TGA)

Thermogravimetry Analysis is a method that measures the relationship between the mass of a substance and the temperature (or time) under program temperature control. TGA可以通過精密的電子天平監測程式控制溫度變化期間資料的細微質量變化. According to the relationship of 材料 quality with temperature (or time), 物理, 可以研究和分析資料的化學和熱力學性質. In the analysis of PCB (多層電路板 factory), it is mainly used to measure the thermal stability or thermal decomposition temperature of PCB (多層電路板 factory) 材料. 如果基板的熱分解溫度過低, PCB在高溫時會經歷焊接過程, 板會發生故障或分層.

Thermomechanical Analyzer (TMA)

Thermal Mechanical Analysis technology is used to measure the deformation properties of solids, 程式溫度控制下熱或機械力作用下的液體和凝膠. 這是一種研究熱與機械效能之間關係的方法. According to the relationship between deformation and temperature (or time), 物理, 可以研究和分析資料的化學和熱力學性質. TMA有著廣泛的應用. In the analysis of PCB (多層電路板 factory), it is mainly used for the two most critical parameters of PCB (多層電路板 factory): measuring its linear expansion coefficient and glass transition temperature. PCBs (multi-layer circuit board factories) with base 材料 with excessive expansion coefficients often lead to fracture failure of the metallized holes after soldering and assembly.