As the carrier of various components and the hub of circuit signal transmission, PCB nahimo nga labing hinungdanon ug hinungdanon nga bahin sa mga produkto nga elektronik nga kasayuran, ang kalidad ug ang angayan nga pagsalig niini ang nagtino sa kalidad ug pagkakasaligan sa tibuuk nga kagamitan. Bisan pa, tungod sa gasto ug teknikal nga mga hinungdan, daghang mga problema sa pagkapakyas sa paghimo ug aplikasyon sa PCB.

Alang sa kini nga klase nga problema sa pagkapakyas, kinahanglan naton gamiton ang pipila nga naandan nga gigamit nga mga pamaagi sa pagtuki sa pagkapakyas aron masiguro ang kalidad ug lebel sa pagsalig sa PCB sa paggama. Kini nga papel nagsumaryo sa napulo nga mga pamaagi sa pagtuki sa pakyas alang sa pakisayran.

Mekanismo ug hinungdan sa pagtuki sa pagkapakyas sa PCB

1. Usa ka biswal nga inspeksyon

Ang pag-inspeksyon sa dagway mao ang pag-inspeksyon sa panan-aw o paggamit sa pipila ka yano nga mga instrumento, sama sa stereoscopic microscope, metallographic microscope o bisan ang magnifying glass, aron masusi ang hitsura sa PCB ug makit-an ang mga napakyas nga bahin ug may kalabutan nga pisikal nga ebidensya. Ang nag-unang gimbuhaton aron mapangita ang kapakyasan ug preliminarily nga husgahan ang mode sa pagkapakyas sa PCB. Ang pag-inspeksyon sa dagway panguna nga nagsusi sa polusyon sa PCB, kaagnasan, lokasyon sa pagsabog sa board, mga kable sa sirkito ug ang naandan nga pagkapakyas, kung kini usa ka hugpong o indibidwal, kung kanunay kini nga nakapunting sa usa ka piho nga lugar, ubp. 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 fluoroscopy

Alang sa pipila nga mga bahin nga dili masusi sa hitsura, maingon man sa sulud sa PCB pinaagi sa lungag ug uban pang mga internal nga depekto, kinahanglan namon gamiton ang X-ray fluoroscopy system aron masusi. Ang X-ray fluoroscopy system mao ang paggamit sa lainlaing gibag-on sa materyal o lainlaing gibug-aton sa materyal nga X-ray hygroscopicity o pagbalhin sa lainlaing mga prinsipyo sa imaging. Kini nga teknolohiya labi nga gigamit aron masusi ang lokasyon sa mga depekto sa mga lutahan sa solder sa PCBA, pinaagi sa mga depekto sa lungag ug mga depekto sa mga aparato sa BGA o CSP nga adunay taas nga density nga pagpamutos. 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. Pagtuki sa seksyon

Ang pag-usisa sa hiwa usa ka proseso sa pagkuha istruktura sa cross section sa PCB pinaagi sa sampling, Mosaic, slice, polishing, corrosion, obserbasyon ug usa ka serye sa mga pamaagi ug lakang. 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; Sa parehas nga oras, taas ang pamaagi sa mga kinahanglanon nga sampol, taas usab ang oras sa pag-andam sa sampol, kinahanglan ang kompleto nga pagbansay sa mga teknikal nga personahe. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Pag-scan sa acoustic microscope

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. Niini nga punto, gipakita sa pag-scan sa acoustic microscope ang espesyal nga bentaha niini sa dili mahibal-an nga pagkadiskubre sa multi-layer high-density PCB. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Pagtuki sa microinfrared

Ang pagtuki sa micro infrared mao ang infrared spectroscopy inubanan sa pamaagi sa pagtuki sa microscope, gigamit ang lainlaing materyal (panguna nga organikong butang) sa prinsipyo sa pagsuyup sa infrared spectrum, pag-analisar sa komposisyon nga sangkap sa mga materyales, inubanan sa mikroskopyo nga makahatag kahayag ug infrared light. nga adunay light path, basta sa ilawom sa visual field, makapangita pagsusi sa pagsubay sa mga organikong pollutant. Kung wala’y usa ka mikroskopyo, ang infrared spectroscopy mahimo sagad mag-analisar sa daghang mga sample ra. 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. Pagsusi sa pagtuki sa electron microscopy

Ang pag-scan sa electron microscope (SEM) usa ka labing mapuslanon nga mga sistema sa dako nga electron microscopic imaging alang sa pagtuki sa pagkapakyas. Ang prinsipyo sa pagtrabaho niini mao ang pagporma usa ka electron beam nga adunay diametro nga napulo hangtod liboan nga mga angstroms (A) pinaagi sa pag-focus sa electron beam nga gibuga gikan sa cathode nga gipadali sa anode. Ubos sa aksyon nga pagtipas sa pag-scan coil, Gisusi sa electron beam ang nawong sa sampol nga punto pinaagi sa punto sa usa ka piho nga han-ay sa oras ug wanang. Ang bombay nga electron nga kusog og kusog nagbomba sa nawong sa sampol ug nakamugna usa ka lainlaing mga kasayuran, nga mahimo makolekta ug mapadako aron makakuha lainlaing mga katugbang nga grapiko sa display screen. 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. Ang naghinamhinam nga mga backscattered electron nakamugna sa gilapdon nga 100 ~ 1000nm sa ibabaw sa sampol, ug nagpagawas kini lainlain nga mga kinaiya nga adunay kalainan sa ihap sa atomiko nga sangkap. Tungod niini, ang backscattered electron image adunay mga kinaiya nga morphologic ug abilidad sa diskriminasyon sa numero sa atomic, ug busa, ang backscattered electron image mahimong magpakita sa pagpanagtag sa mga elemento nga kemikal. Ang karon nga pag-scan sa electron microscope kusgan kaayo, bisan unsang maayo nga istruktura o mga dagway sa ibabaw mahimo nga padakoon sa gatusan ka libo nga mga panahon alang sa pag-obserbar ug pagtuki.

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. Ingon kadugangan, ang giladmon sa natad sa imahe sa pag-scan sa electron microscope labi ka daghan kaysa sa optikal nga mikroskopyo, nga usa ka hinungdanon nga pamaagi alang sa pagtuki sa istruktura nga metallographic, microscopic bali ug lata nga whiskers.

7. X-ray energy spectrum analysis

Ang gihisgutan sa taas nga scanning electron microscopy sagad nga adunay kagamitan nga X-ray spectrometer sa enerhiya. 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. Sa parehas nga oras, ang mga katugbang nga instrumento gitawag nga spectrum dispersion spectrometer (WDS alang sa mubu) ug spectrometer sa dispersion sa enerhiya (EDS alang sa mubu) pinauyon sa kinaiya nga wavelength o kinaiya nga enerhiya sa pagkakita sa signal sa X-ray. Ang resolusyon sa spectrometer labi ka taas kaysa sa spectrometer sa enerhiya, ug ang katulin sa pagtuki sa spectrometer sa enerhiya labi ka kusog kaysa sa spectrometer sa enerhiya. Tungod sa kataas sa tulin ug mubu ang gasto sa mga spectrometers sa enerhiya, ang kinatibuk-an nga SCANNING electron microscopy adunay kahimanan nga mga spectrometers sa enerhiya.

Uban sa lainlaing paagi sa pag-scan sa electron beam, mahimo nga analisahon sa spectrometer sa enerhiya ang punto, linya ug eroplano sa ibabaw, ug makuha ang kasayuran sa lainlaing pag-apud-apod sa mga elemento.Point analysis yields all elements of a point; Pag-analisar sa linya Ang usa ka pagtuki sa elemento gihimo sa usa ka gipunting nga linya matag oras, ug ang pag-apud-apod sa linya sa tanan nga mga elemento nakuha pinaagi sa daghang pag-scan. Pagtuki sa ibabaw mao ang pagtuki sa tanan nga mga elemento sa usa ka gihatag nga nawong. Ang gisukat nga sulud nga elemento mao ang aberids sa lainlaing mga pagsukol sa ibabaw.

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. Ang kadako nga pagtuki sa katukma sa spectrometer sa enerhiya gikutuban, ug ang sulud nga wala pa sa 0.1% sa kasagaran dili dali mamatikdan. Ang kombinasyon sa spectrum sa enerhiya ug SEM mahimo’g makuha ang kasayuran sa sulud nga morpolohiya ug komposisyon dungan, nga mao ang hinungdan kung giunsa kini gigamit sa kadaghanan.

8. Pagtuki sa photoelectron spectroscopy (XPS)

Ang mga sampol pinaagi sa X ray irradiation, ang sulud sa sulud nga mga electron sa kabhang sa atomo makagawas gikan sa pagkaulipon sa mga punoan nga galamhan ug solidong nawong nga nag-umol, pagsukod sa kusog nga kinetic niini nga Ex, ang sulud nga mga electron nga kabhang sa atomo mahimo’g makuha ang nagbugkos nga kusog sa Ang Eb, Eb lainlain gikan sa lainlaing mga elemento ug lainlaing mga kabhang sa electron, kini ang “mga fingerprint” sa mga parameter sa pagkilala sa atomo, ang paghimo sa linya nga spectral mao ang photoelectron spectroscopy (XPS). Ang XPS mahimong magamit alang sa husay ug kadaghan nga pagtuki sa mga elemento sa mabaw nga nawong (daghang mga nanometers) nga sampol nga nawong. Ingon kadugangan, ang kasayuran bahin sa mga estado sa kemikal nga valence nga mga elemento mahimong makuha gikan sa mga pagbag-o sa kemikal nga nagbugkos nga kusog. Mahimo kini makahatag kasayuran sa bugkos taliwala sa kahimtang sa valence sa pang-ibabaw nga sapaw ug mga palibot nga elemento. 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; Mahimo usab nga analisahon ang mga multilayer pinaagi sa pagpahaba sa argon ion stripping (tan-awa ang kaso sa ubus) nga adunay labi ka daghang pagkasensitibo kaysa sa spectrum sa enerhiya (EDS). Panguna nga gigamit ang XPS sa pagtuki sa kalidad nga pagsusi sa kalidad sa sapaw sa PCB, pagtuki sa polusyon ug pagtuki sa degree nga oksihenasyon, aron mahibal-an ang lawom nga hinungdan sa dili maayo nga pagkontrol.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Usa ka pamaagi sa pagsukol sa kalainan sa input sa kuryente taliwala sa usa ka substansya ug usa ka reperensya nga substansya ingon usa ka kalihokan sa temperatura (o oras) ilalom sa giprograma nga pagpugong sa temperatura. 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. Test probe consists of fixed on the cantilever beam and helical spring support, through the motor of the applied load, when the specimen deformation occurs, differential transformer to detect the change, and together with the data processing, such as temperature, stress and strain after the material can be obtained under the negligible load deformation relations with temperature (or time). According to the relationship between deformation and temperature (or time), the physicochemical and thermodynamic properties of materials can be studied and analyzed. Ang TMA kaylap nga gigamit sa pagtuki sa PCB ug panguna nga gigamit sa pagsukol sa duha nga labing kritikal nga mga parameter sa PCB: linear coefficient sa pagpalapad ug temperatura sa pagbalhin sa baso. Ang PCB nga adunay daghan kaayo nga coefficient sa pagpalapad kanunay nga mosangput sa pagkabali sa pagkabali sa mga metal nga lungag pagkahuman sa welding ug pagtigum.