Müxtəlif komponentlərin daşıyıcısı və dövrə siqnalının ötürülməsi mərkəzi olaraq PCB elektron informasiya məhsullarının ən vacib və əsas hissəsinə çevrildi, keyfiyyət və etibarlılıq səviyyəsi bütün avadanlıqların keyfiyyətini və etibarlılığını təyin edir. Bununla birlikdə, qiymət və texniki səbəblərə görə PCB istehsalında və tətbiqində bir çox problem var.

Bu cür uğursuzluq problemi üçün, istehsalda PCB -nin keyfiyyət və etibarlılıq səviyyəsini təmin etmək üçün tez -tez istifadə olunan bəzi uğursuzluq analiz üsullarından istifadə etməliyik. Bu məqalə istinad üçün on uğursuzluq təhlili texnikasını ümumiləşdirir.

PCB çatışmazlığının mexanizmi və səbəb təhlili

1. Vizual yoxlama

Görünüş yoxlaması, PCB görünüşünü yoxlamaq və uğursuz hissələri və müvafiq maddi sübutları tapmaq üçün stereoskopik mikroskop, metaloqrafik mikroskop və ya hətta böyüdücü şüşə kimi bəzi sadə alətləri vizual olaraq yoxlamaq və ya istifadə etməkdir. Əsas funksiya, arızanı tapmaq və PCB -nin uğursuzluq rejimini əvvəlcədən qiymətləndirməkdir. Görünüş müayinəsi əsasən PCB -nin çirklənməsini, korroziyasını, lövhənin partlayışının yerini, dövrə naqillərini və uğursuzluğun müntəzəmliyini yoxlayır, əgər toplu və ya fərdi olsa da, həmişə müəyyən bir ərazidə cəmlənib və s. 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-ray fluoroskopiyası

Görünüşlə yoxlanılmayan bəzi hissələr üçün, həmçinin PCB-nin içini deşikdən və digər daxili qüsurlardan yoxlamaq üçün rentgen fluoroskopiya sistemindən istifadə etməliyik. X-ray fluoroskopiya sistemi, fərqli material qalınlığının və ya fərqli material sıxlığının rentgen higroskopikliyindən və ya fərqli prinsiplərin görüntüyə keçirilməsindən istifadə edilməsidir. Bu texnologiya daha çox sıxlıq qablaşdırma ilə BGA və ya CSP cihazlarındakı deşik qüsurları və qüsurları vasitəsilə PCBA lehim birləşmələrində qüsurların yerini yoxlamaq üçün daha çox istifadə olunur. 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. Bölmə təhlili

Dilim analizi, nümunə götürmə, Mozaika, dilimləmə, cilalama, korroziya, müşahidə və bir sıra üsul və addımlar vasitəsilə PCB kəsişmə quruluşunun əldə edilməsi prosesidir. PCB -nin mikro quruluşu haqqında (çuxur, örtük və s. Vasitəsilə) bol məlumat dilim analizi ilə əldə edilə bilər ki, bu da növbəti keyfiyyətin yaxşılaşdırılması üçün yaxşı bir zəmin yaradır. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Eyni zamanda, nümunə tələbləri metodu yüksəkdir, nümunənin hazırlanma müddəti də uzundur, başa çatdırmaq üçün təlim keçmiş texniki işçilərə ehtiyac var. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Akustik mikroskopun taranması

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. Bu nöqtədə, tarama akustik mikroskopu, çox qatlı yüksək sıxlıqlı PCB-nin zərərsiz aşkarlanmasında xüsusi üstünlüyünü göstərir. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Mikro infraqırmızı analiz

Mikro infraqırmızı analiz, mikroskop analiz metodu ilə birlikdə infraqırmızı spektroskopiyadır, infraqırmızı spektr udma prinsipi əsasında fərqli materiallardan (əsasən üzvi maddələrdən) istifadə edir, materialların mürəkkəb tərkibini təhlil edir, mikroskopla birləşdirilərək görünən işıq və infraqırmızı işıq yarada bilər. işıq yolu ilə, vizual sahə altında olduğu müddətcə, iz üzvi çirkləndiricilərin analizini axtara bilərsiniz. Mikroskop olmadıqda infraqırmızı spektroskopiya adətən yalnız böyük nümunələri analiz edə bilir. 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. Skanlanan elektron mikroskop təhlili

Tarama elektron mikroskopu (SEM), uğursuzluq təhlili üçün ən faydalı geniş miqyaslı elektron mikroskopik görüntü sistemlərindən biridir. Onun iş prinsipi, anodun sürətləndirdiyi katoddan yayılan elektron şüasını fokuslayaraq, onlarla minlərlə angstrom (A) diametrli bir elektron şüa yaratmaqdır. Tarama bobininin əyilməsinin təsiri altında, Elektron şüa müəyyən bir zaman və məkan nizamında nümunə nöqtəsinin səthini tarar. Yüksək enerjili elektron şüası nümunənin səthini bombalayır və müxtəlif məlumatlar yaradır ki, bu da toplanıb gücləndirilə bilər və ekran ekranında müxtəlif uyğun qrafikləri əldə edir. 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. Nümunənin səthində həyəcanlanmış elektronlar 100 ~ 1000nm aralığında yaranır və maddənin atom nömrəsinin fərqi ilə fərqli xüsusiyyətlər yayırlar. Buna görə də, arxa tərəfə dağılmış elektron görüntüsü morfoloji xüsusiyyətlərə və atom nömrələrinə görə fərqləndirmə qabiliyyətinə malikdir və buna görə də arxa tərəfə yayılmış elektron görüntüsü kimyəvi elementlərin paylanmasını əks etdirə bilər. İndiki tarama elektron mikroskopu çox güclüdür, hər hansı bir incə quruluş və ya səth xüsusiyyətləri müşahidə və analiz üçün yüz minlərlə dəfə böyüdülə bilər.

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. Əlavə olaraq, tarama elektron mikroskopunun görüntüsünün sahə dərinliyi metaloqrafik quruluşun, mikroskopik qırıqların və qalay bığlarının təhlili üçün əhəmiyyətli bir üsul olan optik mikroskopun sahəsindən daha böyükdür.

7. X-ray energy spectrum analysis

Yuxarıda göstərilən elektron tarama elektron mikroskopiyası ümumiyyətlə bir rentgen enerji spektrometri ilə təchiz edilmişdir. 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. Eyni zamanda, rentgen siqnalının xarakterik dalğa uzunluğuna və ya xarakterik enerjisinə görə müvafiq alətlərə müvafiq olaraq spektr dispersiya spektrometri (qısaca WDS) və enerji dispersiyası spektrometri (qısaca EDS) deyilir. Spektrometrin həlli enerji spektrometrindən daha yüksəkdir və enerji spektrometrinin analiz sürəti enerji spektrometrindən daha yüksəkdir. Enerji spektrometrlərinin yüksək sürəti və aşağı qiyməti səbəbindən ümumi SCANNING elektron mikroskopiyası enerji spektrometrləri ilə təchiz edilmişdir.

Elektron şüasının fərqli tarama rejimi ilə, enerji spektrometri səthin nöqtəsini, xəttini və müstəvisini təhlil edə və elementlərin fərqli paylanması haqqında məlumat əldə edə bilər.Point analysis yields all elements of a point; Xətt analizi Hər dəfə müəyyən bir sətirdə bir element təhlili aparılır və bütün elementlərin xətt paylanması çoxlu tarama ilə əldə edilir. Səthi analiz Verilmiş səthdəki bütün elementlərin təhlili. Ölçülən element tərkibi səth ölçmə aralığının ortalamasıdır.

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. Enerji spektrometrinin kəmiyyət təhlili dəqiqliyi məhduddur və tərkibinin 0.1% -dən az olması ümumiyyətlə aşkar etmək asan deyil. Enerji spektri və SEM -in birləşməsi eyni vaxtda səth morfologiyası və tərkibi haqqında məlumat əldə edə bilər, bu da onların geniş yayılmasının səbəbidir.

8. Fotoelektron spektroskopiyası (XPS) analizi

X -ray şüalanması ilə nümunələr, atomun daxili qabıq elektronlarının səthi nüvənin əsarətindən və bərk səth əmələ gətirərək kinetik enerjisini ölçərək Ex, atomun daxili qabıq elektronlarını bağlama enerjisindən əldə edə bilər. Eb, Eb, fərqli elementlərdən və fərqli elektron qabıqlarından fərqlənir, atom identifikasiya parametrlərinin “barmaq izləridir”, spektral xəttin yaranması fotoelektron spektroskopiyasıdır (XPS). XPS, nümunə səthinin dayaz səthində (bir neçə nanometr) olan elementlərin keyfiyyət və kəmiyyət təhlili üçün istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, elementlərin kimyəvi valentlik vəziyyətləri haqqında məlumatları bağlama enerjisinin kimyəvi dəyişmələrindən əldə etmək olar. Səth təbəqəsinin valent vəziyyəti ilə ətrafdakı elementlər arasındakı bağ haqqında məlumat verə bilər. 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; Çox qatlılar, enerji spektrindən (EDS) daha çox həssaslığa malik olan argon ionlarının soyulması (aşağıya bax) ilə uzunlamasına analiz edilə bilər. XPS, zəif qaynaqlanmanın dərin səbəbini müəyyən etmək üçün əsasən PCB örtük keyfiyyətinin təhlili, çirklənmə təhlili və oksidləşmə dərəcəsi analizində istifadə olunur.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Proqramlaşdırılmış temperatur nəzarəti altında temperaturun (və ya zamanın) bir funksiyası olaraq bir maddə ilə bir referans maddə arasındakı güc girişindəki fərqi ölçmək üsulu. 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)

Termal Mexanik Analiz, proqramlaşdırılmış temperatur nəzarəti altında Termal və ya Mexanik qüvvələr altında olan bərk maddələrin, mayelərin və jellərin deformasiya xüsusiyyətlərini ölçmək üçün istifadə olunur. Tez -tez istifadə olunan yükləmə üsulları arasında sıxılma, pin yerləşdirmə, gərmə, əyilmə və s. Test zondu, nümunə deformasiyası meydana gəldikdə tətbiq olunan yükün motoru vasitəsilə konsol şüasına və spiral yay dəstəyinə sabitlənmədən, dəyişikliyi aşkar etmək üçün diferensial transformatordan və temperatur, stress və gərginlik kimi məlumatların işlənməsi ilə birlikdə ibarətdir. material temperatur (və ya zaman) ilə əhəmiyyətsiz yük deformasiya əlaqələri altında əldə edilə bilər. Deformasiya ilə temperatur (və ya vaxt) arasındakı əlaqəyə görə, materialların fiziki -kimyəvi və termodinamik xüsusiyyətləri öyrənilə və təhlil edilə bilər. TMA, PCB analizində geniş istifadə olunur və əsasən PCB -nin ən kritik iki parametrini ölçmək üçün istifadə olunur: xətti genişlənmə əmsalı və şüşə keçid istiliyi. Çox böyük genişləndirmə əmsalına malik olan PCB tez -tez qaynaq və montajdan sonra metalize deliklərin qırılmasına səbəb olur.