Seit den frühen 1950s ist die Leiterplatte (PCB) war schon immer das grundlegende Strukturmodul der elektronischen Verpackung. Als Träger verschiedener elektronischer Komponenten und Drehscheibe der Schaltungssignalübertragung bestimmen deren Qualität und Zuverlässigkeit die Qualität des gesamten elektronischen Gehäuses. Und Zuverlässigkeit. Mit der Miniaturisierung, dem geringen Gewicht und den Multifunktionsanforderungen elektronischer Produkte sowie der Förderung bleifreier und halogenfreier Prozesse werden die Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Leiterplatten immer höher Maßnahmen Die Verbesserung der Zuverlässigkeit ist für Leiterplattenunternehmen zu einem wichtigen Thema geworden.

Häufige Probleme mit der Zuverlässigkeit von Leiterplatten und typische Legenden

Schlechte Lötbarkeit

(Nicht benetzend)

Schlechte Lötbarkeit (nicht benetzend)

Schweißen

(Kisseneffekt)

Schlechte Bindung

Geschichtete Explosionstafel

Offener Stromkreis (Durchgangsloch)

offener Kreislauf

(Laser-Sackloch)

Unterbrechung (Leitung)

Offener Stromkreis (ICD)

Kurzschluss (CAF)

Kurzschluss (ECM)

Verbranntes Brett

Bei der tatsächlichen Fehleranalyse von Zuverlässigkeitsproblemen kann der Fehlermechanismus desselben Fehlermodus komplex und vielfältig sein. Sie erfordert daher ebenso wie die Untersuchung eines Falles korrektes Analysedenken, akribisches logisches Denken und vielfältige Analysemethoden. Finden Sie die wahre Ursache des Scheiterns. In diesem Prozess kann jede Fahrlässigkeit in einem Link zu „ungerechten, falschen und falsch beurteilten“ Fällen führen.

Allgemeine Analyse von Zuverlässigkeitsproblemen Sammlung von Hintergrundinformationen

Hintergrundinformationen sind die Grundlage der Fehleranalyse für Zuverlässigkeitsprobleme, die sich direkt auf den Trend aller nachfolgenden Fehleranalysen auswirkt und einen entscheidenden Einfluss auf die endgültige Mechanismusbestimmung hat. Daher sollten vor der Fehleranalyse so viele Informationen wie möglich hinter dem Fehler gesammelt werden, in der Regel einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

(1) Fehlerumfang: Fehlerchargeninformationen und entsprechende Fehlerrate

① Wenn bei einer einzelnen Charge in der Massenproduktion ein Problem auftritt oder die Fehlerrate niedrig ist, ist die Wahrscheinlichkeit einer abnormalen Prozesssteuerung größer;

②Wenn die erste Charge/mehrere Chargen Probleme haben oder die Ausfallrate hoch ist, kann der Einfluss von Materialien und Konstruktionsfaktoren nicht ausgeschlossen werden;

⑵Vorbehandlung bei Fehlern: Unabhängig davon, ob die PCB oder PCBA eine Reihe von Vorbehandlungsprozessen durchlaufen hat, bevor ein Fehler auftritt. Zu den üblichen Vorbehandlungen gehören Pre-Reflow-Backen, bleifreies/bleifreies Reflow-Löten, bleifreies/bleifreies Wellenlöten und manuelles Löten usw. Falls erforderlich, müssen Sie mehr über die in jedem Pre verwendeten Materialien erfahren – Behandlungsprozess (Lötpaste, Stahlgewebe, Lötdraht usw.) ), Ausrüstung (Lötkolbenleistung usw.) und Parameter (Reflow-Kurve, Wellenlötparameter, Handlöttemperatur usw.) Informationen;

(3) Fehlerszenarien: Die spezifischen Informationen, wenn die PCB oder PCBA ausfallen, sind einige in der Vorverarbeitung wie Löt- und Montageprozess, wie schlechte Lötbarkeit, Delamination usw.; einige sind im Nachgang Alterung, Prüfung oder sogar Versagen während des Gebrauchs, wie CAF, ECM, Burn-In, etc.; müssen den Fehlerprozess und die zugehörigen Parameter im Detail verstehen;

Fehler PCB/PCBA-Analyse

Generell ist die Zahl der gescheiterten Produkte begrenzt oder sogar nur eines. Daher muss die Analyse ausgefallener Produkte dem Prinzip der schichtweisen Analyse von außen nach innen, von zerstörungsfrei zu zerstörend folgen und eine vorzeitige Zerstörung der Fehlerstelle vermeiden:

(1) Beobachtung des Aussehens

Die Beobachtung des Aussehens ist der erste Schritt bei der Analyse von fehlerhaften Produkten. Durch das Erscheinungsbild der Fehlerstelle und kombiniert mit Hintergrundinformationen können erfahrene Fehleranalyse-Ingenieure grundsätzlich mehrere mögliche Fehlerursachen ermitteln und gezielte Folgeanalysen durchführen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass es viele Möglichkeiten gibt, das Erscheinungsbild zu beobachten, einschließlich visueller Inspektion, Handlupe, Tischlupe, Stereomikroskop und metallurgischem Mikroskop. Aufgrund der unterschiedlichen Lichtquellen, Abbildungsprinzipien und Beobachtungstiefen muss jedoch das Aussehen der entsprechenden Geräte in Verbindung mit Gerätefaktoren umfassend analysiert werden. Vermeiden Sie überstürzte Urteile, um vorgefasste subjektive Vermutungen zu bilden, die Fehleranalyse in die falsche Richtung zu lenken und wertvolle ungültige Produkte und Analysen zu verschwenden. Zeit.

(2) Eingehende zerstörungsfreie Analyse

Bei einigen Fehlern werden nur visuelle Beobachtungen verwendet, und es können keine ausreichenden Fehlerinformationen gesammelt oder sogar Fehlerpunkte wie Delamination, falsches Schweißen und innere Öffnungen nicht gefunden werden. Derzeit sind andere zerstörungsfreie Analysemethoden für die weitere Informationssammlung erforderlich, einschließlich Ultraschallfehlererkennung, 3D-Röntgen, Infrarot-Wärmebildgebung, Erkennung von Kurzschlussorten usw.

In der Phase der Betrachtung des Aussehens und der zerstörungsfreien Analyse ist es notwendig, auf die gemeinsamen oder gegensätzlichen Eigenschaften verschiedener fehlerhafter Produkte zu achten, die als Referenz für spätere Fehlerbeurteilungen verwendet werden können. Nachdem Sie in der Phase der zerstörungsfreien Analyse genügend Informationen gesammelt haben, können Sie mit der gezielten Zerstörungsanalyse beginnen.

(3) Schadensanalyse

Die Zerstörungsanalyse ausgefallener Produkte ist unverzichtbar und der kritischste Schritt, der oft über Erfolg oder Misserfolg der Fehleranalyse entscheidet. Es gibt viele Methoden der Zerstörungsanalyse, wie Rasterelektronenmikroskopie und Elementaranalyse, horizontale/vertikale Schnitte, FTIR usw., die in diesem Abschnitt nicht beschrieben werden. In dieser Phase ist die Fehleranalysemethode sicherlich wichtig, aber wichtiger ist die Einsicht und Beurteilung des Fehlerproblems sowie ein korrektes und klares Verständnis des Fehlermodus und des Fehlermechanismus, um die wahre Fehlerursache zu finden.

Bare-Board-PCB-Analyse

Bei hoher Ausfallrate ist eine Analyse der unbestückten Leiterplatte erforderlich, die als Ergänzung zur Fehlerursachenanalyse verwendet werden kann. Wenn der Fehlergrund, der in der Fehlerproduktanalysephase ermittelt wird, darin besteht, dass ein Defekt der unbestückten Leiterplatte einen weiteren Ausfall der Zuverlässigkeit verursacht, sollte die unbestückte Leiterplatte nach demselben Verarbeitungsprozess wie das fehlerhafte Produkt den gleichen Fehler aufweisen gleich Derselbe Fehlermodus wie das ausgefallene Produkt. Wird der gleiche Fehlermodus nicht reproduziert, kann dies nur bedeuten, dass die Analyse der Ursache des ausgefallenen Produkts falsch oder zumindest unvollständig ist.

Wiederholungstest

Wenn die Fehlerrate sehr gering ist und die Analyse der unbestückten Leiterplatte keine Hilfe bietet, ist es erforderlich, die Leiterplattenfehler zu reproduzieren und den Fehlermodus des fehlerhaften Produkts weiter zu reproduzieren, damit die Fehleranalyse einen geschlossenen Kreislauf bildet.

Angesichts einer zunehmenden Anzahl von PCB-Zuverlässigkeitsfehlern bietet die Fehleranalyse heute wichtige Informationen aus erster Hand für die Designoptimierung, Prozessverbesserung und Materialauswahl und ist der Ausgangspunkt für das Wachstum der Zuverlässigkeit. Das Xingsen Technology Central Laboratory hat sich seit seiner Gründung der Forschung auf dem Gebiet der Zuverlässigkeits-Fehleranalyse verschrieben. Ausgehend von dieser Ausgabe werden wir nach und nach unsere Erfahrungen und typische Fälle in der Zuverlässigkeitsfehleranalyse einbringen.