As the carrier of various components and the hub of circuit signal transmission, PCB die belangrikste en belangrikste deel van elektroniese inligtingsprodukte geword het, bepaal die kwaliteit en betroubaarheid daarvan die kwaliteit en betroubaarheid van die hele toerusting. As gevolg van koste en tegniese redes, is daar baie foutprobleme in die produksie en toepassing van PCB.

Vir hierdie soort mislukkingsprobleem, moet ons ‘n paar algemeen gebruikte tegnieke vir ontleding van mislukkings gebruik om die kwaliteit en betroubaarheid van PCB in die vervaardiging te verseker. Hierdie vraestel gee ‘n opsomming van tien mislukkingstegnieke vir verwysing.

Meganisme en oorsaakanalise van PCB -mislukking

1. ‘N Visuele inspeksie

Voorkomsinspeksie is om enkele eenvoudige instrumente, soos stereoskopiese mikroskoop, metallografiese mikroskoop of selfs vergrootglas, visueel te inspekteer of te gebruik om die voorkoms van die PCB te kontroleer en die mislukte dele en relevante fisiese bewyse te vind. Die belangrikste funksie is om die fout op te spoor en die mislukkingsmodus van die PCB vooraf te beoordeel. Voorkomsinspeksie kontroleer hoofsaaklik die besoedeling van die PCB, korrosie, die plek van die ontploffing van die bord, die bedrading van die kring en die gereeldheid van mislukking, as dit in groepe of individueel is, of dit altyd in ‘n sekere gebied gekonsentreer is, ens. In addition, the failure of many PCBS was discovered after the assembly of PCBA. Whether the failure was caused by the influence of the assembly process and materials used in the process also requires careful examination of the characteristics of the failure area.

2. X-straal fluoroskopie

Vir sommige dele wat nie deur die voorkoms geïnspekteer kan word nie, sowel as die binnekant van die PCB deur ‘n gat en ander interne defekte, moet ons ‘n X-straalfluoroskopiestelsel gebruik om te kontroleer. X-straal fluoroskopie stelsel is die gebruik van verskillende materiaal dikte of verskillende materiaal digtheid van X-straal higroskopisiteit of oordrag van verskillende beginsels na beelding. Hierdie tegnologie word meer gebruik om die ligging van defekte in PCBA soldeerverbindings, deur gatdefekte en defekte in BGA- of CSP -toestelle met hoëdigtheidverpakking, na te gaan. At present, the resolution of industrial X-ray fluoroscopy equipment can reach less than one micron, and is changing from two dimensional to three dimensional imaging equipment. There are even five dimensional (5D) equipment used for packaging inspection, but this 5D X-ray fluoroscopy system is very expensive, and rarely has practical application in the industry.

3. Afdeling analise

Skyfanalise is die proses om PCB -deursnitstruktuur te verkry deur middel van monsterneming, Mosaic, sny, poleer, korrosie, waarneming en ‘n reeks metodes en stappe. Abundant information about the microstructure of PCB (through hole, coating, etc.) can be obtained by slice analysis, which provides a good basis for the next quality improvement. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Terselfdertyd is die metode van monstervereistes hoog, die voorbereidingstyd van die monsters is ook lank, en die behoefte aan opgeleide tegniese personeel moet voltooi word. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Skandering van akoestiese mikroskoop

At present, c-mode ultrasonic scanning acoustic microscope is mainly used for electronic packaging or assembly analysis. It makes use of the amplitude, phase and polarity changes generated by the reflection of high-frequency ultrasound on the discontinuous interface of materials to image, and its scanning mode is to scan the information in the X-Y plane along the Z-axis. Therefore, scanning acoustic microscopy can be used to detect various defects, including cracks, delamination, inclusions, and voids, in components, materials, and PCB and PCBA. Internal defects of solder joints can also be directly detected if the frequency width of scanning acoustics is sufficient. Of a typical scanning acoustic image in color red alert said defects exist, because a large amount of plastic packaging components used in SMT process, by a lead into the process of lead-free technology, a large number of moisture reflow sensitive problem, namely the moisture absorption of powder coating devices will be at a higher temperature reflow lead-free process occurs within or substrate layer cracking phenomenon, Under the high temperature of lead-free process, common PCB will often burst board phenomenon. Op hierdie punt toon die skandering-akoestiese mikroskoop sy spesiale voordeel in die nie-vernietigende opsporing van meerlaagse PCB met ‘n hoë digtheid. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Mikro -infrarooi analise

Mikro -infrarooi analise is vir infrarooi spektroskopie, gekombineer met ‘n mikroskoopanaliseringsmetode, dit gebruik verskillende materiaal (hoofsaaklik organiese materiaal) op die beginsel van die infrarooi spektrumabsorpsie, deur die samestelling van die materiale te analiseer, tesame met die mikroskoop, kan sigbare lig en infrarooi lig gemaak word met die lig pad, so lank as onder die visuele veld, kan soek vir ‘n ontleding van spoor organiese besoedeling. By gebrek aan ‘n mikroskoop kan infrarooi spektroskopie gewoonlik slegs groot monsters analiseer. In many cases, trace pollution in electronic process can lead to poor weldability of PCB pad or lead pin. It can be imagined that it is difficult to solve the process problem without the matching infrared spectrum of microscope. The main use of microscopic infrared analysis is to analyze the organic pollutants on the welding surface or solder spot surface, and analyze the causes of corrosion or poor solderability.

6. Ontleding van elektronmikroskopie

Skandeer elektronmikroskoop (SEM) is een van die nuttigste grootskaalse elektronmikroskopiese beeldstelsels vir mislukking-analise. Sy werkbeginsel is om ‘n elektronbundel te vorm met ‘n deursnee van tienduisende tot duisende angstrome (A) deur die elektronbundel wat deur die anode versnel word, te fokus. Onder die werking van die afbuiging van die aftastespoel, Die elektronbundel skandeer die oppervlak van die monster punt vir punt in ‘n sekere tyd- en ruimtevolgorde. Die elektronenstraal met hoë energie bombardeer die oppervlak van die monster en genereer ‘n verskeidenheid inligting wat versamel en versterk kan word om verskillende ooreenstemmende grafika op die skerm te kry. The excited secondary electrons are generated within the range of 5 ~ 10nm on the surface of the sample. Therefore, the secondary electrons can better reflect the surface topography of the sample, so they are most commonly used for morphology observation. Die opgewekte teruggestrooide elektrone word gegenereer in die omgewing van 100 ~ 1000nm op die oppervlak van die monster, en hulle gee verskillende eienskappe uit met die verskil in die atoomgetal van die stof. Daarom het die teruggekrapte elektronbeeld morfologiese eienskappe en atoomgetal -diskriminasievermoë, en daarom kan die teruggekrapte elektronbeeld die verspreiding van chemiese elemente weerspieël. Die huidige skande -elektronmikroskoop was baie kragtig; enige fyn struktuur of oppervlakkenmerke kan tot honderdduisende kere vergroot word vir waarneming en analise.

In PCB or solder joint failure analysis, SEM is mainly used for failure mechanism analysis, specifically, is used to observe the surface morphology structure of the pad, solder joint metallographic structure, measurement of intermetallic compounds, solderable coating analysis and tin must be analyzed and measured. Different from the optical microscope, the scanning electron microscope produces electronic images, so it has only black and white colors. Moreover, the sample of the scanning electron microscope is required to conduct electricity, and the non-conductor and part of the semiconductor need to be sprayed with gold or carbon, otherwise the charge will gather on the surface of the sample and affect the sample observation. Boonop is die velddiepte van die skande -elektronmikroskoopbeeld baie groter as die van die optiese mikroskoop, wat ‘n belangrike metode is vir die ontleding van die metallografiese struktuur, mikroskopiese breuk en blikkies.

7. X-ray energy spectrum analysis

Bogenoemde skandeerelektronmikroskopie is gewoonlik toegerus met ‘n X-straal energiespektrometer. When the high-energy electron beam hit the surface, the surface material of the inner electrons in the atoms are bombarded escape, outer electrons to low energy level transition will inspire characteristic X ray, atomic energy level difference of different elements from different characteristic X ray is different, therefore, can send sample of the characteristics of X-ray as chemical composition analysis. Terselfdertyd word die ooreenstemmende instrumente onderskeidelik spektrumdispersiespektrometer (WDS vir kort) en energiedispersiespektrometer (EDS vir kort) genoem volgens die kenmerkende golflengte of kenmerkende energie van die X-straal seindeteksie. Die resolusie van die spektrometer is hoër as die van die energiespektrometer, en die analisesnelheid van die energiespektrometer is vinniger as dié van die energiespektrometer. Vanweë die hoë spoed en die lae koste van energiespektrometers, is die algemene SCANNING -elektronmikroskopie toegerus met energiespektrometers.

Met die verskillende skandeermodus van elektronbundel, kan die energiespektrometer die punt, lyn en vlak van die oppervlak ontleed en die inligting oor verskillende verspreiding van elemente verkry.Point analysis yields all elements of a point; Lynontleding Elke keer word een elementontleding op ‘n bepaalde lyn uitgevoer, en die lynverdeling van alle elemente word verkry deur meervoudige skandering. Oppervlakte -analise Die ontleding van alle elemente op ‘n gegewe oppervlak. Die gemete elementinhoud is die gemiddelde van die reeks oppervlaktemetings.

In the analysis of PCB, energy dispersive spectrometer is mainly used for the composition analysis of pad surface, and the elemental analysis of contaminants on the surface of pad and lead pin with poor solderability. Die kwantitatiewe analise -akkuraatheid van energiespektrometer is beperk, en die inhoud van minder as 0.1% is oor die algemeen nie maklik om op te spoor nie. Die kombinasie van energiespektrum en SEM kan gelyktydig die inligting van oppervlaktemorfologie en samestelling verkry, daarom word dit wyd gebruik.

8. Foto -elektron spektroskopie (XPS) analise

Monsters deur X -straalbestraling, die oppervlak van die binneste dop -elektrone van die atoom sal ontsnap uit die binding van die kern en die vorming van ‘n vaste oppervlak, met die meting van die kinetiese energie daarvan, die Ex, die binneste dop -elektrone van die atoom kan die bindingsenergie van Eb, Eb het verskil van verskillende elemente en verskillende elektronskille; dit is die “vingerafdrukke” van die atoomidentifikasie parameters, die vorming van die spektrale lyn is die foto -elektron spektroskopie (XPS). XPS kan gebruik word vir kwalitatiewe en kwantitatiewe analise van elemente op ‘n vlak oppervlak (verskeie nanometers) van die monsteroppervlak. Daarbenewens kan inligting oor chemiese valensietoestande van elemente verkry word deur chemiese verskuiwings van bindingsenergie. Dit kan die inligting gee oor die verband tussen die valensietoestand van die oppervlaklaag en die omliggende elemente. The incident beam is X-ray photon beam, so insulation sample analysis can be carried out, without damaging the analyzed sample rapid multi-element analysis; Meervlakke kan ook in die lengte geanaliseer word deur argonioonstrooping (sien die geval hieronder) met veel groter sensitiwiteit as energiespektrum (EDS). XPS word hoofsaaklik gebruik in die ontleding van PCB -laaggehalte -analise, besoedelingsanalise en ontleding van oksidasiegraad, om die diepste rede vir swak sweisbaarheid te bepaal.

9. Differential Scanning Calorim-etry

‘N Metode om die verskil in kraginvoer tussen ‘n stof en ‘n verwysingsstof as ‘n funksie van temperatuur (of tyd) onder geprogrammeerde temperatuurbeheer te meet. DSC is equipped with two groups of compensation heating wire under the sample and reference container, when the sample in the heating process due to the thermal effect and reference temperature difference δ T, through the differential heat amplifier circuit and differential heat compensation amplifier, so that the current flowing into the compensation heating wire changes.

The temperature difference δ T disappears, and the relationship between the difference of the thermal power of the two electrically compensated samples and the reference material with temperature (or time) is recorded. According to this relationship, the physicochemical and thermodynamic properties of the material can be studied and analyzed. DSC is widely used in PCB analysis, but is mainly used to measure the curing degree of various polymer materials used in PCB and glass state transformation temperature, these two parameters determine the reliability of PCB in the subsequent process.

10. Thermomechanical analyzer (TMA)

Thermal Mechanical Analysis is used to measure the deformation properties of solids, liquids and gels under Thermal or Mechanical forces under programmed temperature control. Commonly used load methods include compression, pin insertion, stretching, bending, etc. Die toetssonde bestaan ​​uit ‘n bevestiging op die draagbare balk en spiraalveersteun, deur die motor van die toegepaste vrag, wanneer die monster vervorm word, ‘n differensiaal transformator om die verandering op te spoor, en saam met die dataverwerking, soos temperatuur, spanning en spanning na die materiaal kan verkry word onder die verwaarloosbare lasvervormingsverhoudings met temperatuur (of tyd). Volgens die verband tussen vervorming en temperatuur (of tyd), kan die fisies -chemiese en termodinamiese eienskappe van materiale bestudeer en ontleed word. TMA word wyd gebruik in PCB -analise en word hoofsaaklik gebruik om die twee mees kritieke parameters van PCB te meet: lineêre uitbreidingskoëffisiënt en glasoorgangstemperatuur. PCB met ‘n te groot uitbreidingskoëffisiënt sal dikwels lei tot breukversaking van gemetalliseerde gate na sweis en montering.