Kiel la portanto de diversaj komponantoj kaj la centro de cirkvita signala transdono, PCB fariĝis la plej grava kaj ŝlosila parto de elektronikaj informaj produktoj, ĝia kvalito kaj fidindeco determinas la kvaliton kaj fidindecon de la tuta ekipaĵo. Tamen, pro kostaj kaj teknikaj kialoj, ekzistas multaj malsukcesaj problemoj en produktado kaj apliko de PCB.

Por ĉi tia problemo de misfunkciado, ni bezonas uzi iujn ofte uzatajn teknikojn de misfunkciado por certigi la kvaliton kaj fidindecon de PCB en fabrikado. Ĉi tiu artikolo resumas dek fiaskajn analizajn teknikojn por referenco.

Mekanismo kaj kaŭzo-analizo de PCB-fiasko

1. Vida inspektado

Aspektinspektado estas vide inspekti aŭ uzi iujn simplajn instrumentojn, kiel stereoskopa mikroskopo, metalografia mikroskopo aŭ eĉ lupeo, por kontroli la aspekton de PCB kaj trovi la malsukcesajn partojn kaj koncernajn fizikajn evidentaĵojn. La ĉefa funkcio estas lokalizi la malsukceson kaj preliminare juĝi la malsukcesan reĝimon de PCB. Aspektinspektado ĉefe kontrolas poluadon de PCB, korodon, lokon de tabula eksplodo, cirkvitan kablon kaj regulecon de fiasko, se ĝi estas aro aŭ individuo, ĉu ĝi estas ĉiam koncentrita en certa areo, ktp. 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. Rentgena fluoroskopio

Por iuj partoj ne inspekteblaj per la aspekto, same kiel la interno de la PCB tra truo kaj aliaj internaj difektoj, ni devas uzi ikso-radian fluoroskopian sistemon por kontroli. Rentgenfota fluoroskopiosistemo estas la uzo de malsama materiala dikeco aŭ malsama materiala denseco de Rentgenfota higroskopeco aŭ transdono de malsamaj principoj al bildigo. Ĉi tiu teknologio estas pli uzata por kontroli la lokon de difektoj en PCBA-lutaj artikoj, tra truaj difektoj kaj difektoj en BGA aŭ CSP-aparatoj kun alta denseca pakado. 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. Sekcia analizo

Tranĉaĵanalizo estas la procezo akiri PCB-sekcostrukturon per specimenigo, mozaiko, tranĉaĵo, polurado, korodo, observado kaj serio de metodoj kaj paŝoj. Abundaj informoj pri la mikrostrukturo de PCB (tra truo, tegaĵo ktp.) Povas esti akiritaj per tranĉa analizo, kiu donas bonan bazon por la sekva kvalita plibonigo. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Samtempe, la metodo de specimenaj postuloj estas alta, specimena prepartempo ankaŭ estas longa, la bezono de trejnita teknika personaro kompletigi. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Skana akustika mikroskopo

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. Je ĉi tiu punkto, la skana akustika mikroskopo montras sian specialan avantaĝon en nedetrua detekto de plurtavola altdensa PCB. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Mikro-transruĝa analizo

Mikro transruĝa analizo estas al transruĝa spektroskopio kombinita kun mikroskopa analiza metodo, ĝi uzas malsaman materialon (ĉefe organikan materion) laŭ la principo de la transruĝa spektro-sorbado, analizante la kunmetaĵon de la materialoj, kune kun la mikroskopo povas fari videblan lumon kaj transruĝan lumon. kun la lumvojo, tiel longe kiel sub la vida kampo, povas serĉi analizon de spuroj de organikaj poluaĵoj. Se mankas mikroskopo, infraruĝa spektroskopio kutime povas analizi nur grandajn specimenojn. 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. Analizo de skana elektronika mikroskopio

Skana elektronika mikroskopo (SEM) estas unu el la plej utilaj grandskalaj elektronaj mikroskopaj bildigaj sistemoj por fiaska analizo. Ĝia funkcia principo estas formi elektronradion kun diametro de dekoj ĝis miloj da angstromoj (A) enfokusigante la elektronradion elsenditan de la katodo akcelita de la anodo. Sub la ago de deklino de la skana volvaĵo, La elektronradio skanas la surfacon de la specimeno punkto post punkto en certa tempo kaj spaca ordo. La alt-energia elektronradio bombadas la surfacon de la specimeno kaj generas diversajn informojn, kiuj povas esti kolektitaj kaj plifortigitaj por akiri diversajn respondajn grafikojn sur la ekrano. 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. La ekscititaj retrosemitaj elektronoj estas generataj en la gamo de 100 ~ 1000nm sur la surfaco de la specimeno, kaj ili elsendas malsamajn karakterizaĵojn kun la diferenco de atomnumero de la substanco. Tial, la malantaŭa disvastigita elektrona bildo havas morfologiajn karakterizaĵojn kaj atomnombran diskriminacian kapablon, kaj tial la malantaŭa disvastigita elektrona bildo povas reflekti la distribuadon de kemiaj elementoj. La nuna skana elektronika mikroskopo estis tre potenca, ĉiu fajna strukturo aŭ surfacaj trajtoj povas esti pligrandigitaj ĝis centmiloj da fojoj por observado kaj analizo.

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. Krome la kampa profundo de la skana elektronika mikroskopa bildo estas multe pli granda ol tiu de la optika mikroskopo, kiu estas grava metodo por la analizo de la metalografia strukturo, mikroskopa frakturo kaj stanaj buŝharoj.

7. X-ray energy spectrum analysis

La supre menciita skana elektronika mikroskopio kutime estas ekipita per rentgen-spektrometro. 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. Samtempe la respondaj instrumentoj estas respektive nomataj spektrodispektrometro (mallonge WDS) kaj spektrometro de disperso de energio (mallonge EDS) laŭ la karakteriza ondolongo aŭ karakteriza energio de la detektado de ikso-radioj. La distingivo de la spektrometro estas pli alta ol tiu de la spektrometro de energio, kaj la analiza rapido de la spektrometro de energio estas pli rapida ol tiu de la spektrometro de energio. Pro la alta rapido kaj malalta kosto de energiaj spektrometroj, la ĝenerala SCANANTA elektronika mikroskopio estas ekipita per energiaj spektrometroj.

Kun la malsama skana reĝimo de elektronradio, la energia spektrometro povas analizi la punkton, linion kaj ebenon de la surfaco, kaj akiri la informojn pri malsama distribuado de elementoj.Point analysis yields all elements of a point; Linia analizo Unu elementa analizo estas farita sur specifa linio ĉiufoje, kaj la linia distribuado de ĉiuj elementoj akiriĝas per multobla skanado. Surfaca analizo La analizo de ĉiuj elementoj en antaŭfiksita surfaco. La mezurita elementa enhavo estas la mezumo de la gamo de surfacaj mezuroj.

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. La kvanta analiza precizeco de energia spektrometro estas limigita, kaj la enhavo malpli ol 0.1% estas ĝenerale ne facile detektebla. La kombinaĵo de energia spektro kaj SEM povas akiri la informojn pri surfaca morfologio kaj kunmetaĵo samtempe, tial ili estas vaste uzataj.

8. Fotoelektrona spektroskopio (XPS) analizo

Specimenoj per X-radia surradiado, la surfaco de la internaj ŝelaj elektronoj de la atomo eskapos de la kateniĝo de la kerno kaj solida surfaco formiĝanta, mezurante ĝian kinetan energion la Ex, la internaj ŝelaj elektronoj de la atomo povas esti akiritaj la ligan energion de Eb, Eb variis de malsamaj elementoj kaj malsamaj elektronaj ŝeloj, ĝi estas la “fingrospuroj” de la atomidentigaj parametroj, formado de spektra linio estas la fotoelektrona spektroskopio (XPS). XPS povas esti uzata por kvalita kaj kvanta analizo de elementoj sur malprofunda surfaco (kelkaj nanometroj) de specimena surfaco. Krome, informoj pri kemiaj valentaj statoj de elementoj povas esti akiritaj de kemiaj ŝanĝoj de liga energio. Ĝi povas doni la informojn pri la ligo inter la valenta stato de la surfaca tavolo kaj la ĉirkaŭaj elementoj. 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; Multtavoloj ankaŭ povas esti analizitaj laŭlonge per argona jona nudigado (vidu la kazon sube) kun multe pli granda sentemo ol energia spektro (EDS). XPS estas ĉefe uzata en la analizo de analizo de kvalito de PCB-tegaĵo, analizo de poluado kaj analizo de oksidiĝa grado, por determini la profundan kialon de malbona soldeblo.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Metodo mezuri la diferencon de potenca enigo inter substanco kaj referenca substanco kiel funkcio de temperaturo (aŭ tempo) sub planita temperatura kontrolo. 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)

Termika Mekanika Analizo estas uzata por mezuri la deformajn propraĵojn de solidoj, likvaĵoj kaj ĝeloj sub Termikaj aŭ Mekanikaj fortoj sub planita temperatura kontrolo. Ofte uzataj ŝarĝaj metodoj inkluzivas kunpremon, pinglo-enmeton, streĉadon, fleksadon, ktp. Test-enketo konsistas el fiksita sur la kantilevra trabo kaj helikforma risortsubteno, tra la motoro de la aplikita ŝarĝo, kiam la specimendeformado okazas, diferenciala transformilo por detekti la ŝanĝon, kaj kune kun la datumtraktado, kiel ekzemple temperaturo, streso kaj streĉo post la materialo akireblas sub la nekonsiderindaj ŝarĝaj deformaj rilatoj kun temperaturo (aŭ tempo). Laŭ la rilato inter deformado kaj temperaturo (aŭ tempo), la fizikokemiaj kaj termodinamikaj ecoj de materialoj povas esti studataj kaj analizitaj. TMA estas vaste uzata en PCB-analizo kaj ĉefe uzata por mezuri la du plej kritikajn parametrojn de PCB: lineara ekspansia koeficiento kaj vitra transira temperaturo. PCB kun tro granda ekspansia koeficiento ofte kaŭzos rompiĝon de metaligitaj truoj post veldado kaj muntado.