از ابتدای 1950s، تخته مدار چاپی (PCB) همیشه ماژول ساختاری اولیه بسته بندی الکترونیکی بوده است. به عنوان حامل قطعات مختلف الکترونیکی و هاب انتقال سیگنال مدار، کیفیت و قابلیت اطمینان آن تعیین کننده کیفیت کل بسته بندی الکترونیکی است. و قابلیت اطمینان. با کوچک سازی، وزن سبک و الزامات چند منظوره محصولات الکترونیکی، و ترویج فرآیندهای بدون سرب و بدون هالوژن، الزامات برای قابلیت اطمینان PCB بیشتر و بالاتر می شود، بنابراین چگونه می توان به سرعت مشکلات قابلیت اطمینان PCB را پیدا کرد و موارد مربوطه را ایجاد کرد. اقدامات بهبود قابلیت اطمینان به یکی از مسائل مهم برای شرکت های PCB تبدیل شده است.

مشکلات رایج قابلیت اطمینان PCB و افسانه های معمولی

لحیم کاری ضعیف

(خیس نشدن)

لحیم کاری ضعیف (غیر خیس شدن)

جوش

(اثر بالش)

پیوند بد

تخته انفجار لایه ای

مدار باز (از طریق سوراخ)

مدار باز

(سوراخ کور لیزری)

مدار باز (خط)

مدار باز (ICD)

اتصال کوتاه (CAF)

اتصال کوتاه (ECM)

تخته سوخته

در تحلیل شکست واقعی مشکلات قابلیت اطمینان، مکانیسم شکست همان حالت شکست ممکن است پیچیده و متنوع باشد. بنابراین، درست مانند بررسی یک مورد، نیاز به تفکر تحلیلی صحیح، تفکر منطقی دقیق و روش های تحلیل متنوع دارد. علت واقعی شکست را پیدا کنید. در این فرآیند، هر گونه سهل انگاری در هر پیوند ممکن است باعث موارد “ناعادلانه، نادرست و اشتباه قضاوت شده” شود.

تجزیه و تحلیل عمومی مشکلات قابلیت اطمینان مجموعه اطلاعات پس زمینه

اطلاعات پس زمینه اساس تجزیه و تحلیل شکست برای مشکلات قابلیت اطمینان است که مستقیماً بر روند تمام تحلیل های شکست بعدی تأثیر می گذارد و تأثیر تعیین کننده ای در تعیین مکانیسم نهایی دارد. بنابراین، قبل از تجزیه و تحلیل شکست، اطلاعات پشت شکست باید تا حد امکان جمع‌آوری شود، که معمولاً شامل موارد زیر می‌شود، اما به آنها محدود نمی‌شود:

(1) دامنه شکست: اطلاعات دسته ای خرابی و نرخ شکست مربوطه

① اگر در یک دسته در تولید انبوه مشکلی وجود داشته باشد، یا میزان شکست پایین باشد، امکان کنترل غیرعادی فرآیند بیشتر است.

②اگر دسته اول/چند دسته مشکل داشته باشند، یا میزان شکست زیاد باشد، تاثیر مواد و عوامل طراحی را نمی توان رد کرد.

⑵پیش تصفیه برای شکست: اینکه PCB یا PCBA قبل از وقوع شکست، یک سری فرآیندهای پیش تصفیه را طی کرده باشند. پیش عملیات متداول شامل پخت قبل از جریان مجدد، لحیم کاری بدون سرب/بدون سرب، لحیم کاری موجی بدون سرب/بدون سرب و لحیم کاری دستی و غیره است. اطلاعات فرآیند درمان (خمیر لحیم کاری، مش فولادی، سیم لحیم کاری و غیره)، تجهیزات (قدرت آهن لحیم کاری و غیره) و پارامترها (منحنی جریان مجدد، پارامترهای لحیم کاری موج، دمای لحیم کاری دستی و غیره).

(3) سناریوهای شکست: اطلاعات خاصی در هنگام خرابی PCB یا PCBA، برخی از آنها در مرحله پیش پردازش هستند مانند فرآیند لحیم کاری و مونتاژ، مانند لحیم کاری ضعیف، لایه لایه شدن و غیره. برخی از آنها در مرحله پیری، آزمایش یا حتی شکست در حین استفاده هستند، مانند CAF، ECM، سوختگی و غیره. نیاز به درک دقیق فرآیند شکست و پارامترهای مربوط به آن.

شکست تجزیه و تحلیل PCB/PCBA

به طور کلی، تعداد محصولات شکست خورده محدود یا حتی فقط یک مورد است. بنابراین، تجزیه و تحلیل محصولات شکست خورده باید از اصل تجزیه و تحلیل لایه به لایه از خارج به داخل، از غیر مخرب به مخرب پیروی کند و از تخریب پیش از موعد محل خرابی خودداری کند.

(1) مشاهده ظاهر

مشاهده ظاهر اولین گام در تجزیه و تحلیل محصولات ناموفق است. از طریق ظاهر سایت خرابی و همراه با اطلاعات پس زمینه، مهندسان با تجربه تجزیه و تحلیل شکست اساساً می توانند چندین علت احتمالی خرابی را تعیین کنند و تجزیه و تحلیل پیگیری هدفمند را انجام دهند. اما باید توجه داشت که روش های زیادی برای مشاهده ظاهر وجود دارد که از آن جمله می توان به بازرسی چشمی، ذره بین دستی، ذره بین رومیزی، میکروسکوپ استریو و میکروسکوپ متالورژیکی اشاره کرد. با این حال، به دلیل تفاوت در منبع نور، اصل تصویربرداری و عمق مشاهده، ظاهر تجهیزات مربوطه باید به طور جامع در ارتباط با عوامل تجهیزات مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. از قضاوت‌های عجولانه برای ایجاد حدس‌های ذهنی از پیش تعیین‌شده، سوق دادن تحلیل شکست در جهت اشتباه و هدر دادن محصولات و تحلیل‌های نامعتبر با ارزش اجتناب کنید. زمان.

(2) تجزیه و تحلیل عمیق غیر مخرب

برای برخی از خرابی ها فقط از مشاهدات بصری استفاده می شود و نمی توان اطلاعات خرابی کافی را جمع آوری کرد یا حتی نقاط شکست مانند لایه لایه شدن، جوشکاری کاذب و باز شدن داخلی را نمی توان یافت. در این زمان، روش‌های تحلیل غیرمخرب دیگری برای جمع‌آوری اطلاعات بیشتر مورد نیاز است، از جمله تشخیص نقص اولتراسونیک، اشعه ایکس سه بعدی، تصویربرداری حرارتی مادون قرمز، تشخیص مکان اتصال کوتاه و غیره.

در مرحله مشاهده ظاهر و تحلیل غیر مخرب باید به ویژگی های مشترک یا مخالف بین محصولات شکست خورده مختلف توجه کرد که می تواند به عنوان مرجع قضاوت های شکست بعدی مورد استفاده قرار گیرد. پس از جمع آوری اطلاعات کافی در مرحله تحلیل غیر مخرب، می توانید تحلیل هدفمند تخریب را شروع کنید.

(3) تجزیه و تحلیل خسارت

تجزیه و تحلیل تخریب محصولات شکست خورده ضروری و حیاتی ترین مرحله است که اغلب موفقیت یا شکست تجزیه و تحلیل شکست را تعیین می کند. روش های زیادی برای تجزیه و تحلیل تخریب وجود دارد، مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیز عنصری، برش افقی/عمودی، FTIR و غیره که در این بخش توضیح داده نشده است. در این مرحله، روش تجزیه و تحلیل شکست قطعا مهم است، اما مهمتر از آن، بینش و قضاوت مشکل نقص و درک صحیح و روشن از حالت شکست و مکانیسم خرابی برای یافتن علت واقعی شکست است.

تجزیه و تحلیل PCB تخته لخت

هنگامی که میزان خرابی بالا است، لازم است PCB برد لخت را تجزیه و تحلیل کرد، که می تواند به عنوان مکمل تجزیه و تحلیل علت خرابی استفاده شود. وقتی دلیل خرابی به دست آمده در مرحله تجزیه و تحلیل محصول خرابی این باشد که نقص PCB برد لخت باعث خرابی بیشتر در قابلیت اطمینان شود، اگر PCB برد لخت همان عیب را داشته باشد، پس از فرآیند پردازش مشابه محصول شکست خورده، باید منعکس کننده همان حالت خرابی محصول شکست خورده. اگر همان حالت خرابی تکرار نشود، فقط می تواند به این معنی باشد که تجزیه و تحلیل علت محصول ناموفق اشتباه است یا حداقل ناقص است.

تست عود

هنگامی که میزان خرابی بسیار کم است و نمی توان از تجزیه و تحلیل PCB برد لخت کمکی دریافت کرد، لازم است عیوب PCB دوباره تولید شود و حالت خرابی محصول شکست خورده بیشتر بازتولید شود، به طوری که تجزیه و تحلیل خرابی یک حلقه بسته را تشکیل دهد.

در مواجهه با تعداد فزاینده ای از خرابی های قابلیت اطمینان PCB امروزه، تجزیه و تحلیل خرابی اطلاعات دست اول مهمی را برای بهینه سازی طراحی، بهبود فرآیند و انتخاب مواد فراهم می کند و نقطه شروع رشد قابلیت اطمینان است. از زمان تأسیس، آزمایشگاه مرکزی فناوری Xingsen به تحقیق در زمینه تجزیه و تحلیل شکست قابلیت اطمینان متعهد بوده است. با شروع از این موضوع، به تدریج تجربه و موارد معمول خود را در تجزیه و تحلیل خرابی قابلیت اطمینان معرفی خواهیم کرد.