Od počátku 1950s plošných spojů (PCB) byla vždy základním konstrukčním modulem elektronického balení. Jako nosič různých elektronických součástek a uzel obvodového přenosu signálu určuje jeho kvalita a spolehlivost kvalitu celého elektronického obalu. A spolehlivost. S miniaturizací, nízkou hmotností a multifunkčními požadavky elektronických produktů a podporou procesů bez obsahu olova a halogenů budou požadavky na spolehlivost desek plošných spojů stále vyšší a vyšší, takže jak rychle najít problémy se spolehlivostí desek plošných spojů a zajistit odpovídající opatření Zlepšení spolehlivosti se stalo pro společnosti s plošnými spoji jednou z důležitých otázek.

Běžné problémy se spolehlivostí DPS a typické legendy

Špatná pájitelnost

(Nemáčí)

Špatná pájitelnost (nesmáčí)

Svařování

(polštářový efekt)

Špatné lepení

Deska s vrstveným výbuchem

Otevřený okruh (průchozí otvor)

přerušený obvod

(Laserová slepá díra)

Otevřený okruh (linka)

Otevřený okruh (ICD)

Zkrat (CAF)

Zkrat (ECM)

Spálená deska

Při skutečné analýze problémů se spolehlivostí může být mechanismus selhání stejného režimu selhání složitý a různorodý. Proto, stejně jako vyšetřování případu, vyžaduje správné analytické myšlení, pečlivé logické myšlení a diverzifikované analytické metody. Najděte skutečnou příčinu selhání. V tomto procesu může jakákoli nedbalost v jakémkoli odkazu způsobit „nespravedlivé, falešné a nesprávně posouzené“ případy.

Obecná analýza problémů spolehlivosti shromažďování podkladových informací

Podkladové informace jsou základem analýzy poruch spolehlivosti, která přímo ovlivňuje trend všech následných analýz poruch a má rozhodující vliv na konečné stanovení mechanismu. Před analýzou selhání by proto mělo být co nejvíce shromážděno informací o selhání, obvykle včetně, ale nejen:

(1) Rozsah poruch: informace o dávce poruch a odpovídající četnost poruch

① Vyskytne-li se problém v jedné dávce v hromadné výrobě nebo je četnost poruch nízká, možnost abnormálního řízení procesu je větší;

②Pokud má první šarže/více šarží problémy nebo je četnost poruch vysoká, nelze vyloučit vliv materiálů a konstrukčních faktorů;

⑵Předběžná úprava pro selhání: Zda PCB nebo PCBA prošly řadou procesů předběžné úpravy, než dojde k selhání. Mezi běžné předúpravy patří vypalování před přetavením, bezolovnaté/bezolovnaté pájení přetavením, bezolovnaté/bezolovnaté pájení vlnou a ruční pájení atd. V případě potřeby se musíte dozvědět více o materiálech používaných v jednotlivých předběžných -informace o procesu úpravy (pájecí pasta, ocelové pletivo, pájecí drát atd.), vybavení (výkon páječky atd.) a parametry (křivka přetavení, parametry pájení vlnou, teplota ručního pájení atd.);

(3) Scénáře selhání: Konkrétní informace, když selže PCB nebo PCBA, některé jsou v předzpracování, jako je proces pájení a montáže, jako je špatná pájitelnost, delaminace atd.; některé jsou v následném stárnutí, testování nebo dokonce selhání během používání, jako je CAF, ECM, vypálení atd.; potřeba podrobně porozumět procesu selhání a souvisejícím parametrům;

Analýza selhání PCB/PCBA

Obecně lze říci, že počet neúspěšných produktů je omezený, nebo dokonce pouze jeden. Analýza vadných produktů se proto musí řídit principem analýzy vrstvy po vrstvě zvenčí dovnitř, od nedestruktivních po destruktivní, a vyhnout se předčasnému zničení místa poruchy:

(1) Pozorování vzhledu

Pozorování vzhledu je prvním krokem v analýze neúspěšných produktů. Prostřednictvím vzhledu místa poruchy a v kombinaci s informacemi o pozadí mohou zkušení technici analýzy poruch v zásadě určit několik možných příčin poruchy a provést cílenou následnou analýzu. Je však třeba poznamenat, že existuje mnoho způsobů, jak pozorovat vzhled, včetně vizuální kontroly, ruční lupy, stolní lupy, stereomikroskopu a metalurgického mikroskopu. Vzhledem k rozdílu ve zdroji světla, principu zobrazování a hloubce pozorování je však třeba vzhled odpovídajícího vybavení komplexně analyzovat ve spojení s faktory vybavení. Vyvarujte se unáhlených úsudků, abyste si vytvořili předpojaté subjektivní odhady, čímž by se analýza selhání ubírala špatným směrem a plýtvalo by se cennými neplatnými produkty a analýzami. čas.

(2) Hloubková nedestruktivní analýza

U některých poruch se používá pouze vizuální pozorování a nelze shromáždit dostatečné informace o poruchách nebo dokonce nelze nalézt místa selhání, jako je delaminace, falešné svařování a vnitřní otevření. V současné době jsou pro další sběr informací vyžadovány další metody nedestruktivní analýzy, včetně ultrazvukové detekce defektů, 3D rentgenového záření, infračerveného tepelného zobrazování, detekce místa zkratu atd.

Ve fázi pozorování vzhledu a nedestruktivní analýzy je nutné věnovat pozornost společným nebo opačným charakteristikám mezi různými vadnými produkty, které mohou být použity jako reference pro následné posouzení poruchy. Po shromáždění dostatečného množství informací ve fázi nedestruktivní analýzy můžete zahájit analýzu cílené destrukce.

(3) Analýza poškození

Analýza destrukce vadných produktů je nepostradatelný a nejkritičtější krok, který často rozhoduje o úspěchu či neúspěchu analýzy selhání. Existuje mnoho metod destrukční analýzy, jako je rastrovací elektronová mikroskopie a elementární analýza, horizontální/vertikální řezy, FTIR atd., které nejsou popsány v této části. V této fázi je jistě důležitá metoda analýzy poruch, ale důležitější je vhled a posouzení problému defektu a správné a jasné pochopení režimu selhání a mechanismu selhání, aby bylo možné najít skutečnou příčinu selhání.

Analýza PCB na holé desce

Při vysoké poruchovosti je nutné analyzovat holou desku plošných spojů, kterou lze použít jako doplněk analýzy příčin poruchy. Je-li důvodem selhání zjištěným ve fázi analýzy produktu selhání to, že závada na holé desce plošných spojů způsobí další selhání spolehlivosti, pak pokud má plošný spoj s obnaženými plošnými spoji stejnou vadu, po stejném procesu zpracování jako vadný produkt, mělo by to odrážet stejný Stejný režim poruchy jako u vadného produktu. Pokud není reprodukován stejný způsob selhání, může to znamenat pouze to, že analýza příčiny selhání produktu je chybná nebo přinejmenším neúplná.

Test opakování

Když je poruchovost velmi nízká a nelze získat žádnou pomoc z analýzy plošného spoje na holé desce, je nutné reprodukovat defekty plošného spoje a dále reprodukovat způsob poruchy vadného produktu, aby analýza poruch tvořila uzavřenou smyčku.

Vzhledem k rostoucímu počtu selhání spolehlivosti desek plošných spojů dnes poskytuje analýza poruch důležité informace z první ruky pro optimalizaci návrhu, zlepšování procesů a výběr materiálu a je výchozím bodem pro růst spolehlivosti. Od svého založení se Xingsen Technology Central Laboratory věnuje výzkumu v oblasti analýzy poruch spolehlivosti. Od tohoto čísla budeme postupně uvádět naše zkušenosti a typické případy analýzy poruch spolehlivosti.