Thông tin PCB - Fr4 pcb kiểm tra chất lượng và thiếu công nghệ SMT

Kiểm tra chất lượng bảng mạch in 1afr4

1) Kiểm tra tia X

Sau khi lắp ráp, các khuyết tật như cầu nối, mở mạch, không đủ hàn, hàn quá nhiều, thả bóng, rò rỉ, bỏng ngô và các lỗ thông thường nhất có thể được quan sát bằng tia X cho các điểm hàn ẩn ở đáy BGA.

2) Kính hiển vi siêu âm quét

Các tấm lắp ráp hoàn chỉnh có thể sử dụng quét SAM để kiểm tra các tình huống ẩn khác nhau và ngành công nghiệp đóng gói có thể phát hiện các lỗ và lớp ẩn khác nhau. Phương pháp SAM này có thể được chia thành ba phương pháp quét và hình ảnh: A (điểm), B (đường thẳng) và C (mặt phẳng), trong đó quét mặt phẳng C-SAM được sử dụng phổ biến nhất.

3) Phương pháp xem bên

Kiểm tra trực quan bên của khuếch đại quang học có thể được thực hiện trên những thứ nhỏ trong khu vực góc chết hạn chế. Hàn chân bóng của BGA có thể được sử dụng để kiểm tra vòng ngoài. Trong phương pháp này, lăng kính xoay 90 ° để tập trung vào ống kính và sử dụng CCD có độ phân giải cao để truyền hình ảnh. Với độ phóng đại từ 50X đến 200X, bạn cũng có thể quan sát tích cực và ngược sáng. Có thể thấy rằng các điều kiện điểm hàn bao gồm: sự xuất hiện tổng thể, ăn mòn thiếc, hình dạng điểm hàn, mẫu bề mặt điểm hàn, dư lượng thông lượng và các khuyết tật khác. Tuy nhiên, phương pháp này không thể nhìn thấy hình cầu bên trong của BGA. Cần phải quan sát trực tiếp bằng cách sử dụng nội soi ống sợi rất mỏng. Tuy nhiên, mặc dù ý tưởng là tốt, nó không thực tế. Nó không chỉ đắt tiền mà còn dễ bị hỏng.

4) Đo cường độ tuốc nơ vít

Sử dụng mô-men xoắn được tạo ra bởi vòng quay tuốc nơ vít đặc biệt để nâng và xé các mối hàn để xem cường độ của chúng. Mặc dù phương pháp này có thể tìm thấy các khiếm khuyết như nổi điểm hàn, phân chia giao diện hoặc nứt thân hàn, nhưng nó không hiệu quả đối với tấm mỏng.

5) Phương pháp cắt vi mô

Phương pháp này không chỉ đòi hỏi các phương tiện cắt và chuẩn bị mẫu khác nhau, mà còn cả các kỹ năng phức tạp và kiến thức giải thích phong phú để tìm ra vấn đề thực sự theo cách phá hoại.

6) Phương pháp nhuộm thẩm thấu (thường được gọi là phương pháp mực đỏ)

Các mẫu được ngâm trong dung dịch thuốc nhuộm màu đỏ đặc biệt pha loãng, cho phép các vết nứt và mao mạch lỗ nhỏ từ các điểm hàn khác nhau thấm vào và sau đó sấy khô. Khi mỗi chân bóng thử nghiệm bị kéo ra hoặc cạy ra, bạn có thể kiểm tra các chấm đỏ trên mặt cắt để xem các mối hàn hoàn chỉnh như thế nào không? Phương pháp này còn được gọi là nhuộm và pry. Dung dịch thuốc nhuộm của nó cũng có thể được xây dựng riêng lẻ với thuốc nhuộm huỳnh quang để dễ dàng nhìn thấy sự thật trong môi trường UV.

2 Chân bóng rỗng và các khuyết tật khác

2.1 Nguyên nhân của lỗ hàn

Các mối hàn được hình thành từ các loại dán SMT khác nhau chắc chắn sẽ có các lỗ có kích thước khác nhau, đặc biệt là các mối hàn bi BGA/CSP. Sau khi đi vào hàn không chì ở nhiệt độ cao, xu hướng xuất hiện lỗ thậm chí còn nghiêm trọng hơn. Lý do có thể được chia thành các loại sau:

2.1.1 Vật liệu hữu cơ: nội dung của dán hàn là khoảng 10-12% (trọng lượng). Trong số này, càng nhiều thông lượng có ảnh hưởng lớn nhất. Mức độ nứt và mức độ sản xuất khí khác nhau giữa các chất trợ giúp nóng chảy khác nhau, vì vậy nên chọn một chất trợ giúp có tỷ lệ sản xuất khí thấp hơn làm chiến lược tốt nhất. Thứ hai, ở nhiệt độ cao, chất hàn dính vào oxit trên bề mặt của vật liệu hàn, vì vậy nếu oxit có thể được loại bỏ nhanh chóng, nó có thể làm giảm sự hình thành khoảng trống. Bởi vì hàn không chì không tốt, nó cũng có thể làm cho khoang tồi tệ hơn.

2.1.2 Hàn: Khi hàn nóng chảy tiếp xúc với bề mặt sạch sẽ được hàn, IMC được tạo ra ngay lập tức và hàn chắc chắn. Tuy nhiên, phản ứng này sẽ bị ảnh hưởng bởi kích thước của sức căng bề mặt hàn. Sức căng bề mặt càng lớn, lực gắn kết càng lớn, do đó độ bám dính hoặc tính lưu động cần thiết để mở rộng ra bên ngoài trở nên tồi tệ hơn. Do đó, các chất hữu cơ hoặc bong bóng có sức căng bề mặt lớn trong các mối hàn dán của SAC305 không thể thoát ra khỏi cơ thể hàn mà chỉ bị mắc kẹt trong cơ thể và trở thành khoang. Một khi điểm nóng chảy của quả bóng thấp hơn dán, lỗ sẽ nổi trong quả bóng và thu thập nhiều hơn.

2.1.3 Xử lý bề mặt: Nếu màng xử lý bề mặt dễ bị nhiễm thiếc, lỗ sẽ giảm, nếu không sự co lại của thiếc hoặc lực đẩy của hàn sẽ khiến bong bóng tích tụ và tạo thành một lỗ lớn. Ngâm bạc là phổ biến hơn cho các micropores giao diện có xu hướng gây nứt các mối hàn. Bề mặt ngâm bạc có một lớp màng hữu cơ trong suốt để ngăn chặn sự đổi màu của bạc; Bởi vì trong quá trình hàn, lớp bạc sẽ nhanh chóng hòa tan trong thiếc lỏng, tạo thành IMC cho Ag3Sn5. Các màng hữu cơ còn lại chắc chắn sẽ vỡ và biến thành các lỗ nhỏ ở nhiệt độ cao, được gọi là "bong bóng Champagne", vì vậy chúng ta biết rằng lớp bạc không nên quá dày và 0,2 μm là tốt hơn. Khi OSP quá dày, các micropores giao diện cũng được tạo ra và màng da không được vượt quá 0,4 Isla ¼m

2.1.4 Đôi khi một khu vực rộng lớn của đĩa hàn cũng dễ bị rỗng hoặc lỗ nhỏ. Tại thời điểm này, một số rãnh thoát có thể được thêm vào bằng cách sử dụng phương pháp phân chia, cũng có thể in chữ thập sơn màu xanh lá cây để tạo điều kiện thoát khí và tránh sự xuất hiện của lỗ hổng. Đối với các lỗ được tạo ra bởi các lỗ siêu mù, tất nhiên, lựa chọn tốt nhất là lấp đầy chúng bằng đồng mạ điện. Các phương pháp hiệu quả khác để giảm khoảng trống là tránh sự hấp thụ nước của dán hàn và ngăn chặn sự thô ráp quá mức của bề mặt đồng hoặc màng dư hữu cơ.

2.2 Thông số kỹ thuật chấp nhận lỗ

Quá nhiều lỗ trên chân bóng có thể ảnh hưởng đến độ dẫn và truyền nhiệt của nó, và độ tin cậy của các mối hàn cũng kém. Khẩu độ phần trên cho phép giới hạn trên được chấp nhận là 25%, 25% này có đường kính khoảng 6% tổng diện tích tiếp xúc và kích thước của các lỗ phải được tính toán cùng nhau. Khoảng trống giữa chân bóng của fr4 pcb và giao diện của tấm mang hoặc giữa các tấm trên và dưới thực sự là nguyên nhân chính gây nứt.

2.3 Phân loại khoang

Các lỗ BGA có thể được chia thành năm loại dựa trên vị trí và nguồn gốc của chúng. Về lương tâm, việc phân loại các lỗ hổng trong biểu đồ danh sách là rất sơ sài và sẽ được sửa đổi trong tương lai.

2.4 Cầu nối

Nguyên nhân của cầu nối và ngắn mạch giữa các chân bóng có thể là: in dán kém, đặt các thành phần không chính xác, điều chỉnh thủ công sau khi đặt hoặc bắn thiếc trong quá trình hàn nóng chảy. Lý do mở bao gồm in kém dán hàn, điều chỉnh sau khi đặt, tính phổ biến kém hoặc hàn kém của miếng đệm trên tấm.

2.5 Lạnh đàn hồi

Nguyên nhân chính của hàn lạnh là do không đủ nhiệt, không có IMC hình thành giữa hàn và bề mặt được hàn, hoặc do không đủ số lượng và độ dày của IMC khiến nó không thể hiển thị sức mạnh mạnh mẽ. Sự thiếu hụt này chỉ có thể được kiểm tra cẩn thận trên fr4 pcb thông qua kính hiển vi quang học và microslice.