site logo

পিসিবি ব্যর্থতার প্রক্রিয়া এবং কারণ বিশ্লেষণ

বিভিন্ন উপাদানের বাহক এবং সার্কিট সিগন্যাল ট্রান্সমিশনের হাব হিসাবে, পিসিবি ইলেকট্রনিক তথ্য পণ্যগুলির সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং মূল অংশ হয়ে উঠেছে, এর গুণমান এবং নির্ভরযোগ্যতা স্তর পুরো সরঞ্জামগুলির গুণমান এবং নির্ভরযোগ্যতা নির্ধারণ করে। যাইহোক, খরচ এবং প্রযুক্তিগত কারণে, পিসিবি উত্পাদন এবং প্রয়োগে অনেক ব্যর্থতার সমস্যা রয়েছে।

এই ধরনের ব্যর্থতার সমস্যার জন্য, আমাদের উৎপাদনে পিসিবি -র গুণমান এবং নির্ভরযোগ্যতা স্তর নিশ্চিত করতে কিছু সাধারণভাবে ব্যবহৃত ব্যর্থতা বিশ্লেষণ কৌশল ব্যবহার করতে হবে। এই কাগজটি রেফারেন্সের জন্য দশটি ব্যর্থতা বিশ্লেষণ কৌশল সংক্ষিপ্ত করে।

আইপিসিবি

পিসিবি ব্যর্থতার প্রক্রিয়া এবং কারণ বিশ্লেষণ

1. একটি চাক্ষুষ পরিদর্শন

চেহারা পরিদর্শন হল পিসিবির চেহারা পরীক্ষা করা এবং ব্যর্থ অংশ এবং প্রাসঙ্গিক শারীরিক প্রমাণ খুঁজে বের করার জন্য কিছু সাধারণ যন্ত্র, যেমন স্টিরিওস্কোপিক মাইক্রোস্কোপ, মেটালোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপ বা এমনকি ম্যাগনিফাইং গ্লাস চাক্ষুষভাবে পরিদর্শন করা বা ব্যবহার করা। প্রধান কাজ হল ব্যর্থতা সনাক্ত করা এবং প্রাথমিকভাবে PCB এর ব্যর্থতা মোড বিচার করা। চেহারা পরিদর্শন প্রধানত পিসিবি দূষণ, জারা, বোর্ড বিস্ফোরণের অবস্থান, সার্কিট তারের এবং ব্যর্থতার নিয়মিততা পরীক্ষা করে, যদি এটি ব্যাচ বা স্বতন্ত্র হয়, এটি সর্বদা একটি নির্দিষ্ট এলাকায় কেন্দ্রীভূত থাকে, ইত্যাদি। 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. এক্স-রে ফ্লুরোস্কোপি

কিছু অংশ যা চেহারা দ্বারা পরিদর্শন করা যায় না, সেইসাথে পিসিবির ভিতরের ছিদ্র এবং অন্যান্য অভ্যন্তরীণ ত্রুটির মাধ্যমে, আমাদের এক্স-রে ফ্লুরোস্কোপি সিস্টেম ব্যবহার করতে হবে। এক্স-রে ফ্লুরোস্কোপি সিস্টেম হল বিভিন্ন উপাদান পুরুত্ব বা এক্স-রে হাইড্রোস্কোপিসিটির বিভিন্ন উপাদান ঘনত্বের ব্যবহার বা ইমেজিংয়ে বিভিন্ন নীতির প্রেরণ। পিসিবিএ সোল্ডার জয়েন্টে ত্রুটির অবস্থান পরীক্ষা করার জন্য এই প্রযুক্তি বেশি ব্যবহৃত হয়, উচ্চ ঘনত্বের প্যাকেজিং সহ বিজিএ বা সিএসপি ডিভাইসের গর্তের ত্রুটি এবং ত্রুটির মাধ্যমে। 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. বিভাগ বিশ্লেষণ

স্লাইস বিশ্লেষণ হল স্যাম্পলিং, মোজাইক, স্লাইস, পলিশিং, জারা, পর্যবেক্ষণ এবং বিভিন্ন পদ্ধতি এবং ধাপের মাধ্যমে পিসিবি ক্রস সেকশন গঠন পাওয়ার প্রক্রিয়া। পিসিবির মাইক্রোস্ট্রাকচার (গর্ত, লেপ ইত্যাদির মাধ্যমে) সম্পর্কে প্রচুর তথ্য স্লাইস বিশ্লেষণের মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে, যা পরবর্তী মানের উন্নতির জন্য একটি ভাল ভিত্তি প্রদান করে। However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; একই সময়ে, নমুনার প্রয়োজনীয়তার পদ্ধতি বেশি, নমুনা প্রস্তুতির সময়ও দীর্ঘ, প্রশিক্ষণপ্রাপ্ত প্রযুক্তিগত কর্মীদের প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন করতে হবে। For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. অ্যাকোস্টিক মাইক্রোস্কোপ স্ক্যান করা হচ্ছে

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. এই মুহুর্তে, স্ক্যানিং অ্যাকোস্টিক মাইক্রোস্কোপ মাল্টি-লেয়ার হাই-ডেনসিটি পিসিবির অ-ধ্বংসাত্মক সনাক্তকরণে তার বিশেষ সুবিধা দেখায়। The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. মাইক্রোইনফ্রারেড বিশ্লেষণ

মাইক্রো ইনফ্রারেড বিশ্লেষণ হল মাইক্রোস্কোপ বিশ্লেষণ পদ্ধতির সাথে মিলিত ইনফ্রারেড বর্ণালী, এটি ইনফ্রারেড বর্ণালী শোষণের নীতির উপর বিভিন্ন উপাদান (প্রধানত জৈব পদার্থ) ব্যবহার করে, উপকরণগুলির যৌগিক গঠন বিশ্লেষণ করে, মাইক্রোস্কোপের সাথে মিলিত হয়ে দৃশ্যমান আলো এবং ইনফ্রারেড আলো তৈরি করতে পারে হালকা পথের সাথে, যতক্ষণ পর্যন্ত চাক্ষুষ ক্ষেত্রের অধীনে, ট্রেস জৈব দূষণের বিশ্লেষণের সন্ধান করতে পারে। মাইক্রোস্কোপের অভাবে ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি সাধারণত বড় নমুনা বিশ্লেষণ করতে পারে। 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. ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি বিশ্লেষণ স্ক্যান করা হচ্ছে

স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ (এসইএম) ব্যর্থতার বিশ্লেষণের জন্য সবচেয়ে কার্যকর বড় আকারের ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপিক ইমেজিং সিস্টেমগুলির মধ্যে একটি। এর কাজের নীতি হল অ্যানোড দ্বারা ত্বরিত ক্যাথোড থেকে নির্গত ইলেক্ট্রন বিমকে ফোকাস করে দশ হাজার থেকে হাজার হাজার অ্যাঙ্গস্ট্রোম (A) ব্যাস সহ একটি ইলেক্ট্রন বিম গঠন করা। স্ক্যানিং কুণ্ডলীর প্রতিফলনের কর্মের অধীনে, ইলেকট্রন মরীচি একটি নির্দিষ্ট সময় এবং স্থান ক্রমে বিন্দু দ্বারা নমুনা বিন্দুর পৃষ্ঠকে স্ক্যান করে। উচ্চ শক্তির ইলেকট্রন রশ্মি নমুনার উপরিভাগে বোমা বর্ষণ করে এবং বিভিন্ন ধরনের তথ্য উৎপন্ন করে, যা ডিসপ্লে স্ক্রিনে বিভিন্ন অনুরূপ গ্রাফিক্স পেতে সংগ্রহ এবং বিস্তৃত করা যায়। 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. উত্তেজিত ব্যাকস্ক্যাটার্ড ইলেকট্রনগুলি নমুনার পৃষ্ঠে 100 ~ 1000nm পরিসরে উৎপন্ন হয় এবং তারা পদার্থের পারমাণবিক সংখ্যার পার্থক্যের সাথে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য নির্গত করে। অতএব, ব্যাকস্যাকেটড ইলেকট্রন ইমেজের রূপগত বৈশিষ্ট্য এবং পারমাণবিক সংখ্যা বৈষম্য ক্ষমতা রয়েছে, এবং সেইজন্য, ব্যাকস্কেটেড ইলেক্ট্রন ইমেজ রাসায়নিক উপাদানগুলির বিতরণকে প্রতিফলিত করতে পারে। বর্তমান স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ খুব শক্তিশালী হয়েছে, পর্যবেক্ষণ এবং বিশ্লেষণের জন্য যে কোনো সূক্ষ্ম কাঠামো বা পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য শত শত হাজার বার বাড়ানো যেতে পারে।

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. এছাড়াও, স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ ইমেজের ক্ষেত্রের গভীরতা অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপের তুলনায় অনেক বড়, যা ধাতবগ্রাফিক কাঠামো, মাইক্রোস্কোপিক ফ্র্যাকচার এবং টিন হুইস্কার বিশ্লেষণের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদ্ধতি।

7. X-ray energy spectrum analysis

উপরে উল্লিখিত স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি সাধারণত একটি এক্স-রে এনার্জি স্পেকট্রোমিটারে সজ্জিত। 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. একই সময়ে, সংশ্লিষ্ট যন্ত্রগুলিকে যথাক্রমে বর্ণালী তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা এক্স-রে সংকেত সনাক্তকরণের বৈশিষ্ট্যগত শক্তি অনুসারে বর্ণালী বিচ্ছুরণ বর্ণালী (সংক্ষেপে WDS) এবং শক্তি বিচ্ছুরণ বর্ণালী (সংক্ষেপে EDS) বলা হয়। স্পেকট্রোমিটারের রেজোলিউশন এনার্জি স্পেকট্রোমিটারের চেয়ে বেশি এবং এনার্জি স্পেকট্রোমিটারের বিশ্লেষণের গতি এনার্জি স্পেকট্রোমিটারের চেয়ে দ্রুত। শক্তি স্পেকট্রোমিটারের উচ্চ গতি এবং কম খরচের কারণে, সাধারণ স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি শক্তি বর্ণালী দিয়ে সজ্জিত।

ইলেকট্রন বিমের বিভিন্ন স্ক্যানিং মোডের সাহায্যে, এনার্জি স্পেকট্রোমিটার পৃষ্ঠের বিন্দু, লাইন এবং সমতল বিশ্লেষণ করতে পারে এবং উপাদানগুলির বিভিন্ন বিতরণের তথ্য পেতে পারে।Point analysis yields all elements of a point; লাইন বিশ্লেষণ একটি উপাদান বিশ্লেষণ একটি নির্দিষ্ট লাইনে প্রতিবার সঞ্চালিত হয়, এবং সমস্ত উপাদানগুলির লাইন বিতরণ একাধিক স্ক্যানিং দ্বারা প্রাপ্ত হয়। সারফেস বিশ্লেষণ একটি প্রদত্ত পৃষ্ঠের সমস্ত উপাদানের বিশ্লেষণ। পরিমাপ উপাদান উপাদান পৃষ্ঠ পরিমাপ পরিসীমা গড়।

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. এনার্জি স্পেকট্রোমিটারের পরিমাণগত বিশ্লেষণের নির্ভুলতা সীমিত এবং 0.1% এর কম কন্টেন্ট সাধারণত সনাক্ত করা সহজ নয়। এনার্জি স্পেকট্রাম এবং এসইএম এর সংমিশ্রণ একই সাথে সারফেস মরফোলজি এবং কম্পোজিশনের তথ্য পেতে পারে, এ কারণেই এগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

8. ফটো ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (এক্সপিএস) বিশ্লেষণ

এক্স -রে বিকিরণ দ্বারা নমুনা, পরমাণুর অভ্যন্তরীণ শেল ইলেকট্রনের পৃষ্ঠ নিউক্লিয়াসের বন্ধন থেকে বেরিয়ে আসবে এবং কঠিন পৃষ্ঠ গঠন করবে, এর গতিশক্তি পরিমাপ করবে প্রাক্তন, পরমাণুর অভ্যন্তরীণ শেল ইলেকট্রনের বাঁধাই শক্তি পাওয়া যাবে ইবি, ইবি বিভিন্ন উপাদান এবং বিভিন্ন ইলেকট্রন শেল থেকে ভিন্ন, এটি পরমাণু সনাক্তকরণের পরামিতিগুলির “আঙুলের ছাপ”, বর্ণালী রেখার গঠন হল ফটো ইলেক্ট্রন বর্ণালী (এক্সপিএস)। এক্সপিএস নমুনা পৃষ্ঠের অগভীর পৃষ্ঠের (বেশ কয়েকটি ন্যানোমিটার) উপাদানগুলির গুণগত এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। উপরন্তু, উপাদানগুলির রাসায়নিক ভারসাম্য অবস্থা সম্পর্কে তথ্য বাঁধাই শক্তির রাসায়নিক স্থানান্তর থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। এটি ভূপৃষ্ঠের স্তরের ভারসাম্য অবস্থা এবং পার্শ্ববর্তী উপাদানগুলির মধ্যে বন্ধনের তথ্য দিতে পারে। 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; এনার্জি স্পেকট্রামের (ইডিএস) তুলনায় অনেক বেশি সংবেদনশীলতার সাথে আর্গন আয়ন স্ট্রিপিং (নীচের কেসটি দেখুন) দ্বারা মাল্টিলেয়ারগুলি অনুদৈর্ঘ্য বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। দরিদ্র dালাইয়ের গভীর কারণ নির্ধারণের জন্য XPS প্রধানত PCB লেপের গুণমান বিশ্লেষণ, দূষণ বিশ্লেষণ এবং জারণ ডিগ্রী বিশ্লেষণ বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।

9. Differential Scanning Calorim-etry

একটি পদার্থ এবং একটি রেফারেন্স পদার্থের মধ্যে পাওয়ার ইনপুটের মধ্যে পার্থক্য পরিমাপের একটি পদ্ধতি প্রোগ্রাম করা তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের অধীনে তাপমাত্রা (বা সময়) এর একটি ফাংশন হিসাবে। 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)

থার্মাল মেকানিক্যাল অ্যানালাইসিস প্রোগ্রামড তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের অধীনে থার্মাল বা মেকানিক্যাল ফোর্সের অধীনে কঠিন, তরল এবং জেলের বিকৃতি বৈশিষ্ট্য পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। সাধারণভাবে ব্যবহৃত লোড পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে কম্প্রেশন, পিন ইনসারশন, স্ট্রেচিং, বেন্ডিং ইত্যাদি। টেস্ট প্রোব ক্যান্টিলিভার বিম এবং হেলিকাল স্প্রিং সাপোর্টে স্থির থাকে, প্রয়োগ করা লোডের মোটরের মাধ্যমে, যখন নমুনা বিকৃতি ঘটে, পরিবর্তন সনাক্ত করার জন্য ডিফারেনশিয়াল ট্রান্সফরমার, এবং ডেটা প্রক্রিয়াকরণের সাথে, যেমন তাপমাত্রা, চাপ এবং পরে স্ট্রেন তাপমাত্রা (বা সময়) সঙ্গে নগণ্য লোড বিকৃতি সম্পর্ক অধীনে উপাদান প্রাপ্ত করা যেতে পারে। বিকৃতি এবং তাপমাত্রার (বা সময়) মধ্যে সম্পর্ক অনুসারে, পদার্থের ফিজিকোকেমিক্যাল এবং থার্মোডাইনামিক বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন এবং বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। TMA ব্যাপকভাবে PCB বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয় এবং প্রধানত PCB- এর দুটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়: রৈখিক সম্প্রসারণ সহগ এবং কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা। পিসিবি খুব বড় সম্প্রসারণ সহগের সাথে প্রায়ই dingালাই এবং সমাবেশের পরে ধাতব গর্তের ফ্র্যাকচার ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।