Od počátku 1950. století plošných spojů (PCB) je základním konstrukčním modulem elektronického obalu, jako nosič různých elektronických součástek a uzel obvodového přenosu signálu, jeho kvalita a spolehlivost určují kvalitu a spolehlivost celého elektronického obalu. S požadavky na miniaturizaci, nízkou hmotnost a multifunkčnost elektronických produktů a také s podporou procesů bez obsahu olova a halogenů budou požadavky na spolehlivost desek plošných spojů stále vyšší a vyšší. Jedním z důležitých problémů pro podniky s plošnými spoji se proto stalo, jak rychle lokalizovat problémy se spolehlivostí PCB a provést odpovídající zlepšení spolehlivosti.

Běžné problémy se spolehlivostí DPS a typické legendy

Špatná pájitelnost

(žádné smáčení)

Špatná pájitelnost (nesmáčí)

Virtuální svařování

(polštářový efekt)

Chudák závislák

Tryskání vrstveným plechem

Otevřený okruh (průchozí otvor)

Otevřený obvod

(Laserová slepá díra)

Otevřený obvod

Otevřený okruh (ICD)

Zkrat (CAF)

Zkrat (ECM)

Hořící deska

Při analýze poruch praktických problémů se spolehlivostí však může být mechanismus selhání stejného režimu poruchy složitý a různorodý. Proto, stejně jako vyšetřování případu, je k nalezení skutečné příčiny selhání zapotřebí správné analytické myšlení, přísné logické myšlení a metody diverzifikované analýzy. V tomto procesu je jakýkoli odkaz mírně nedbalý a může způsobit „nespravedlivý, nepravdivý a nesprávný případ“.

Obecná analýza problémů spolehlivosti Sběr informací o pozadí

Základní informace jsou základem poruchové analýzy problémů spolehlivosti, přímo ovlivňují trend všech následných poruchových analýz a mají rozhodující vliv na konečné stanovení mechanismu. Před analýzou selhání by proto mělo být shromážděno co nejvíce informací o selhání, obvykle včetně, ale nejen:

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

(1) Pokud má jediná šarže problémy s hromadnou výrobou nebo nízkou poruchovost, pak je možnost abnormálního řízení procesu větší;

(2) Pokud se vyskytnou problémy v první dávce/více sériích nebo je četnost poruch vysoká, nelze vyloučit vliv materiálů a konstrukčních faktorů;

(2) Ošetření před selháním: zda PCB nebo PCBA prošly řadou postupů předúpravy, než dojde k selhání. Mezi běžné předúpravy patří reflux před pečením, / bezolovnaté pájení přetavením a/bezolovnaté vlnové hřebenové svařování a ruční svařování atd., kdy je nutné podrobně porozumět všem materiálům použitým v procesu předúpravy (jako je pájecí pasta, informace o šabloně, pájecím drátu atd.), zařízení (výkon páječky atd.) a parametrech (křivka toku a parametry vlnového pájení, teplota ručního pájení atd.);

(3) Chybová situace: konkrétní informace o selhání PCB nebo PCBA, z nichž některé selhaly v procesu předběžného zpracování, jako je svařování a montáž, jako je špatná pájitelnost, stratifikace atd.; Některé jsou při následném stárnutí, testování a dokonce i používání poruchové, např. CAF, ECM, hořící deska atd.; Detailní pochopení procesu selhání a souvisejících parametrů;

Analýza selhání PCB/PCBA

Obecně lze říci, že počet neúspěšných výrobků je omezený, nebo dokonce pouze jeden kus, takže analýza neúspěšných výrobků se musí řídit zásadou analýzy vrstvy po vrstvě zvenčí dovnitř, od nezničení k destrukci, všemi prostředky se vyvarujte předčasné destrukci místa poruchy:

(1) Pozorování vzhledu

Pozorování vzhledu je prvním krokem analýzy poruchového produktu. Prostřednictvím vzhledu místa poruchy a v kombinaci s informacemi o pozadí mohou zkušení technici analýzy poruch v zásadě určit několik možných příčin poruchy a podle toho provést následnou analýzu. Je však třeba poznamenat, že existuje mnoho způsobů, jak pozorovat vzhled, včetně vizuální, ruční lupy, stolní lupy, stereoskopického mikroskopu a metalografického mikroskopu. Vzhledem k rozdílům ve zdroji světla, principu zobrazování a hloubce ostrosti pozorování je však třeba morfologii pozorovanou odpovídajícím zařízením komplexně analyzovat na základě faktorů zařízení. Je zakázáno dělat ukvapené úsudky a vytvářet předpojaté subjektivní odhady, které vedou k nesprávnému směru analýzy poruch a plýtvají drahocennými neúspěšnými produkty a časem analýzy.

(2) Hloubková nedestruktivní analýza

U některých poruch nemůže samotné pozorování vzhledu shromáždit dostatek informací o poruše, nebo dokonce nelze nalézt místo poruchy, jako je delaminace, virtuální svařování a vnitřní otevření atd. V současné době by měly být použity jiné nedestruktivní metody analýzy. shromažďovat další informace, včetně ultrazvukové detekce defektů, 3D rentgenu, infračerveného tepelného zobrazování, detekce polohy zkratu atd.

Ve fázi pozorování vzhledu a nedestruktivní analýzy je nutné věnovat pozornost společným nebo odlišným charakteristikám různých poruchových produktů, které mohou být použity jako reference pro následné posouzení poruchy. Po shromáždění dostatečného množství informací během fáze nedestruktivní analýzy může začít cílená analýza selhání.

(3) Analýza poruch

Analýza selhání je nepostradatelná a je nejkritičtějším krokem, který často určuje úspěch nebo neúspěch analýzy selhání. Existuje mnoho metod pro analýzu poruch, jako je rastrovací elektronová mikroskopie a elementární analýza, horizontální/vertikální řez, FTIR atd., které nebudou v této části popsány. V této fázi, i když je metoda analýzy poruch důležitá, důležitější je vhled a posouzení problému defektu a správné a jasné pochopení režimu selhání a mechanismu selhání, abychom našli skutečnou příčinu selhání.

Analýza PCB na holé desce

Když je četnost poruch velmi vysoká, je analýza holé DPS nezbytná jako doplněk k analýze příčin poruchy. Když je důvodem selhání zjištěným ve fázi analýzy závada na desce plošných spojů, která vede k dalšímu selhání spolehlivosti, pak pokud má plošná spoje na základní desce stejnou závadu, měl by se po stejném ošetření projevit stejný režim poruchy jako u vadného produktu. proces jako neúspěšný produkt. Pokud není reprodukován stejný způsob selhání, pak je analýza příčiny vadného produktu chybná nebo přinejmenším neúplná.