Από τις αρχές του 1950, τυπωμένου κυκλώματος (PCB) ήταν η βασική μονάδα κατασκευής της ηλεκτρονικής συσκευασίας, καθώς ο φορέας διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και ο κόμβος μετάδοσης σήματος κυκλώματος, η ποιότητα και η αξιοπιστία του καθορίζουν την ποιότητα και την αξιοπιστία ολόκληρης της ηλεκτρονικής συσκευασίας. Με τις απαιτήσεις σμίκρυνσης, ελαφρού βάρους και πολλαπλών λειτουργιών των ηλεκτρονικών προϊόντων, καθώς και με την προώθηση διεργασιών χωρίς μόλυβδο και αλογόνο, οι απαιτήσεις για αξιοπιστία PCB θα είναι όλο και μεγαλύτερες. Επομένως, ο γρήγορος εντοπισμός προβλημάτων αξιοπιστίας PCB και η αντίστοιχη βελτίωση της αξιοπιστίας έχει γίνει ένα από τα σημαντικά ζητήματα για τις επιχειρήσεις PCB.

Συνήθη προβλήματα αξιοπιστίας PCB και τυπικοί μύθοι

Κακή ικανότητα συγκόλλησης

(Χωρίς βρέξιμο)

Κακή ικανότητα συγκόλλησης (μη διαβροχή)

Εικονική συγκόλληση

(εφέ μαξιλαριού)

Κακή εξάρτηση

Πολυεπίπεδη ανατίναξη πλακών

Ανοιχτό κύκλωμα (διαμέσου οπής)

Ανοικτό κύκλωμα

(Τυφλή τρύπα λέιζερ)

Ανοικτό κύκλωμα

Ανοικτό κύκλωμα (ICD)

Βραχυκύκλωμα (CAF)

Βραχυκύκλωμα (ECM)

Φλεγόμενο πιάτο

Ωστόσο, στην ανάλυση αστοχίας των πρακτικών προβλημάτων αξιοπιστίας, ο μηχανισμός αστοχίας του ίδιου τρόπου αστοχίας μπορεί να είναι περίπλοκος και διαφορετικός. Επομένως, όπως ακριβώς η διερεύνηση μιας υπόθεσης, απαιτείται σωστή αναλυτική σκέψη, αυστηρή λογική σκέψη και διαφοροποιημένες μέθοδοι ανάλυσης για να βρεθεί η πραγματική αιτία της αποτυχίας. Σε αυτή τη διαδικασία, οποιοσδήποτε σύνδεσμος είναι ελαφρώς αμελής, μπορεί να προκαλέσει «άδικη, ψευδή και λάθος υπόθεση».

Γενική ανάλυση της αξιοπιστίας Προβλήματα Ιστορικό Συλλογή πληροφοριών

Οι πληροφορίες ιστορικού αποτελούν τη βάση της ανάλυσης αστοχίας των προβλημάτων αξιοπιστίας, επηρεάζουν άμεσα την τάση όλων των επακόλουθων αναλύσεων αστοχίας και έχουν καθοριστική επίδραση στον τελικό προσδιορισμό του μηχανισμού. Επομένως, πριν από την ανάλυση αστοχίας, οι πληροφορίες πίσω από την αστοχία θα πρέπει να συλλέγονται όσο το δυνατόν περισσότερο, που συνήθως περιλαμβάνουν αλλά δεν περιορίζονται σε:

(1) Εύρος αποτυχίας: πληροφορίες παρτίδας αποτυχίας και αντίστοιχο ποσοστό αστοχίας

(1) Εάν η μεμονωμένη παρτίδα προβλήματα μαζικής παραγωγής ή χαμηλό ποσοστό αποτυχίας, τότε η πιθανότητα μη φυσιολογικού ελέγχου της διαδικασίας είναι μεγαλύτερη.

(2) Εάν υπάρχουν προβλήματα στην πρώτη παρτίδα/πολλαπλές παρτίδες ή εάν το ποσοστό αστοχίας είναι υψηλό, δεν μπορεί να αποκλειστεί η επίδραση του υλικού και των παραγόντων σχεδιασμού.

(2) Θεραπεία πριν από την αποτυχία: είτε το PCB είτε το PCBA έχουν περάσει από μια σειρά διαδικασιών προεπεξεργασίας πριν εμφανιστεί αστοχία. Η συνήθης προεπεξεργασία περιλαμβάνει παλινδρόμηση πριν από το ψήσιμο, / συγκόλληση επαναροής χωρίς μόλυβδο και/ συγκόλληση με κορυφογραμμή χωρίς μόλυβδο και χειροκίνητη συγκόλληση κ.λπ., όταν είναι απαραίτητο να κατανοηθούν λεπτομερώς όλα τα υλικά που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία προεπεξεργασίας (όπως πάστα συγκόλλησης, στένσιλ, σύρμα συγκόλλησης κ.λπ.), πληροφορίες εξοπλισμού (ισχύς συγκολλητικού σιδήρου κ.λπ.) και παραμέτρων (καμπύλη ροής και παράμετροι της κυματικής συγκόλλησης, θερμοκρασία συγκόλλησης με το χέρι κ.λπ.).

(3) Κατάσταση αστοχίας: οι συγκεκριμένες πληροφορίες όταν αποτυγχάνει το PCB ή το PCBA, ορισμένα από τα οποία έχουν αποτύχει στη διαδικασία προεπεξεργασίας, όπως η συγκόλληση και η συναρμολόγηση, όπως η κακή συγκολλησιμότητα, η στρωματοποίηση κ.λπ. Μερικοί είναι στην επακόλουθη γήρανση, δοκιμή και ακόμη και χρήση αποτυχίας, όπως CAF, ECM, καύση πλάκας, κ.λπ.? Λεπτομερής κατανόηση της διαδικασίας αποτυχίας και των σχετικών παραμέτρων.

Ανάλυση βλάβης PCB/PCBA

Σε γενικές γραμμές, ο αριθμός των αποτυχημένων προϊόντων είναι περιορισμένος, ή ακόμα και μόνο ένα κομμάτι, επομένως η ανάλυση των αποτυχημένων προϊόντων πρέπει να ακολουθεί την αρχή της ανάλυσης στρώμα προς στρώμα από έξω προς τα μέσα, από τη μη καταστροφή στην καταστροφή, με κάθε τρόπο να αποφεύγεται η πρόωρη καταστροφή του τόπου αποτυχίας:

(1) Παρατήρηση εμφάνισης

Η παρατήρηση της εμφάνισης είναι το πρώτο βήμα της ανάλυσης του προϊόντος αστοχίας. Μέσω της εμφάνισης της τοποθεσίας αστοχίας και σε συνδυασμό με τις βασικές πληροφορίες, οι έμπειροι μηχανικοί ανάλυσης αστοχιών μπορούν βασικά να προσδιορίσουν διάφορες πιθανές αιτίες αστοχίας και να πραγματοποιήσουν αναλόγως την περαιτέρω ανάλυση. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν πολλοί τρόποι παρατήρησης της εμφάνισης, όπως οπτικός, μεγεθυντικός φακός χειρός, μεγεθυντικός φακός επιφάνειας εργασίας, στερεοσκοπικό μικροσκόπιο και μεταλλογραφικό μικροσκόπιο. Ωστόσο, λόγω των διαφορών στην πηγή φωτός, στην αρχή της απεικόνισης και στο βάθος πεδίου παρατήρησης, η μορφολογία που παρατηρείται από τον αντίστοιχο εξοπλισμό πρέπει να αναλυθεί εκτενώς με βάση τους παράγοντες του εξοπλισμού. Απαγορεύεται η βιαστική κρίση και ο σχηματισμός προκατασκευασμένων υποκειμενικών εικασιών, οι οποίες οδηγούν σε λάθος κατεύθυνση ανάλυσης αστοχίας και σπαταλούν πολύτιμα αποτυχημένα προϊόντα και χρόνο ανάλυσης.

(2) Σε βάθος μη καταστροφική ανάλυση

Για ορισμένες αστοχίες, η παρατήρηση εμφάνισης από μόνη της δεν μπορεί να συγκεντρώσει αρκετές πληροφορίες αστοχίας ή ακόμη και το σημείο αστοχίας δεν μπορεί να βρεθεί, όπως αποκόλληση, εικονική συγκόλληση και εσωτερικό άνοιγμα κ.λπ. Αυτή τη στιγμή, άλλες μη καταστροφικές μέθοδοι ανάλυσης θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν για συλλογή περαιτέρω πληροφοριών, συμπεριλαμβανομένης της ανίχνευσης ελαττωμάτων με υπερήχους, 3D ακτίνων Χ, υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης, εντοπισμού θέσης βραχυκυκλώματος κ.λπ.

Στο στάδιο της παρατήρησης της εμφάνισης και της μη καταστροφικής ανάλυσης, είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στα κοινά ή διαφορετικά χαρακτηριστικά διαφορετικών προϊόντων αστοχίας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αναφορά για την επακόλουθη κρίση αστοχίας. Αφού συλλεχθούν αρκετές πληροφορίες κατά τη φάση της μη καταστροφικής ανάλυσης, μπορεί να ξεκινήσει η στοχευμένη ανάλυση αστοχίας.

(3) Ανάλυση αποτυχίας

Η ανάλυση αποτυχίας είναι απαραίτητη, και είναι το πιο κρίσιμο βήμα, συχνά καθορίζει την επιτυχία ή την αποτυχία της ανάλυσης αποτυχίας. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι ανάλυσης αστοχιών, όπως ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης & στοιχειακή ανάλυση, οριζόντια/κάθετη τομή, FTIR κ.λπ., οι οποίες δεν θα περιγραφούν σε αυτήν την ενότητα. Σε αυτό το στάδιο, αν και η μέθοδος ανάλυσης αστοχίας είναι σημαντική, αυτό που είναι πιο σημαντικό είναι η διορατικότητα και η κρίση του προβλήματος του ελαττώματος και η σωστή και σαφής κατανόηση του τρόπου αστοχίας και του μηχανισμού αστοχίας, ώστε να βρεθεί η πραγματική αιτία της αστοχίας.

Ανάλυση PCB γυμνής πλακέτας

Όταν το ποσοστό αστοχίας είναι πολύ υψηλό, η ανάλυση του γυμνού PCB είναι απαραίτητη ως συμπλήρωμα στην ανάλυση αιτιών αστοχίας. Όταν ο λόγος αστοχίας που προκύπτει στο στάδιο της ανάλυσης είναι ένα ελάττωμα του PCB γυμνής πλακέτας που οδηγεί σε περαιτέρω αστοχία αξιοπιστίας, τότε εάν το PCB γυμνής πλακέτας έχει το ίδιο ελάττωμα, ο ίδιος τρόπος αστοχίας με το προϊόν που απέτυχε θα πρέπει να αντικατοπτρίζεται μετά την ίδια επεξεργασία διαδικασία ως το αποτυχημένο προϊόν. Εάν δεν αναπαραχθεί ο ίδιος τρόπος αποτυχίας, τότε η ανάλυση αιτίας του αποτυχημένου προϊόντος είναι λανθασμένη ή τουλάχιστον ημιτελής.