از اوایل دهه 1950 ، تخته مدار چاپی (PCB) ماژول ساخت و ساز اساسی بسته بندی الکترونیکی بوده است، به عنوان حامل اجزای مختلف الکترونیکی و هاب انتقال سیگنال مدار، کیفیت و قابلیت اطمینان آن کیفیت و قابلیت اطمینان کل بسته بندی الکترونیکی را تعیین می کند. با کوچک سازی، سبک وزن و نیازهای چند منظوره محصولات الکترونیکی، و همچنین ارتقای فرآیندهای بدون سرب و بدون هالوژن، الزامات برای قابلیت اطمینان PCB بیشتر و بیشتر خواهد شد. بنابراین، چگونگی پیدا کردن سریع مشکلات قابلیت اطمینان PCB و بهبود قابلیت اطمینان مربوطه به یکی از مسائل مهم برای شرکت های PCB تبدیل شده است.

مشکلات رایج قابلیت اطمینان PCB و افسانه های معمولی

لحیم کاری ضعیف

(بدون خیس شدن)

لحیم کاری ضعیف (غیر خیس شدن)

جوش مجازی

(اثر بالش)

وابستگی ضعیف

انفجار صفحه لایه ای

مدار باز (از طریق سوراخ)

مدار باز

(سوراخ کور لیزری)

مدار باز

مدار باز (ICD)

اتصال کوتاه (CAF)

اتصال کوتاه (ECM)

بشقاب سوختن

با این حال، در تجزیه و تحلیل شکست مشکلات قابلیت اطمینان عملی، مکانیسم شکست همان حالت شکست ممکن است پیچیده و متنوع باشد. بنابراین، درست مانند بررسی یک مورد، برای یافتن علت واقعی شکست، به تفکر تحلیلی صحیح، تفکر منطقی دقیق و روش‌های تحلیل متنوع نیاز است. در این فرآیند، هر پیوند کمی سهل انگاری می کند، ممکن است باعث “مورد ناعادلانه، نادرست و اشتباه” شود.

تجزیه و تحلیل عمومی مشکلات قابلیت اطمینان مجموعه اطلاعات پس زمینه

اطلاعات پس زمینه اساس تجزیه و تحلیل شکست مشکلات قابلیت اطمینان است، به طور مستقیم بر روند تمام تجزیه و تحلیل 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 است، اما محدود به موارد زیر نیست:

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

(1) اگر یک دسته از مشکلات تولید انبوه، یا نرخ شکست کم، پس امکان کنترل غیر طبیعی فرآیند بیشتر است.

(2) اگر در دسته اول/چند دسته مشکلاتی وجود داشته باشد، یا میزان شکست زیاد باشد، تأثیر مواد و عوامل طراحی را نمی توان حذف کرد.

(2) درمان پیش از شکست: این که آیا PCB یا PCBA قبل از وقوع شکست، یک سری مراحل قبل از درمان را طی کرده است. پیش تصفیه متداول شامل رفلاکس قبل از پخت، / لحیم کاری مجدد بدون سرب و / جوش تاج موج بدون سرب و جوش دستی و غیره است، زمانی که لازم است همه مواد مورد استفاده در فرآیند پیش تصفیه را با جزئیات درک کنید (مانند خمیر لحیم، شابلون، سیم لحیم کاری، و غیره)، تجهیزات (قدرت آهن لحیم کاری، و غیره) و پارامترها (منحنی جریان و پارامترهای لحیم کاری موج، دمای لحیم کاری دستی، و غیره).

(3) وضعیت خرابی: اطلاعات خاصی در هنگام خرابی PCB یا PCBA که برخی از آنها در فرآیند پیش پردازش مانند جوشکاری و مونتاژ شکست خورده اند، مانند لحیم کاری ضعیف، طبقه بندی و غیره. برخی از آنها در پیری، آزمایش و حتی استفاده از شکست، مانند CAF، ECM، صفحه سوختن، و غیره هستند. درک دقیق فرآیند شکست و پارامترهای مرتبط.

شکست تجزیه و تحلیل PCB/PCBA

به طور کلی، تعداد محصولات شکست خورده محدود یا حتی فقط یک قطعه است، بنابراین تجزیه و تحلیل محصولات شکست خورده باید از اصل تجزیه و تحلیل لایه به لایه از بیرون به داخل، از عدم تخریب تا تخریب پیروی کند، به هر نحوی از تخریب زودرس جلوگیری شود. سایت شکست:

(1) مشاهده ظاهر

مشاهده ظاهر اولین مرحله از تجزیه و تحلیل محصول شکست 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 کرده و تجزیه و تحلیل پیگیری را بر اساس آن انجام دهند. البته باید توجه داشت که روش های زیادی برای مشاهده ظاهر وجود دارد که از جمله آنها می توان به ذره بین بصری، ذره بین دستی، ذره بین رومیزی، میکروسکوپ استریوسکوپی و میکروسکوپ متالوگرافیک اشاره کرد. با این حال، با توجه به تفاوت در منبع نور، اصل تصویربرداری و عمق میدان مشاهده، مورفولوژی مشاهده شده توسط تجهیزات مربوطه نیاز به تجزیه و تحلیل جامع بر اساس عوامل تجهیزات دارد. قضاوت عجولانه و ایجاد حدس و گمان های ذهنی از پیش تعیین شده که منجر به جهت گیری اشتباه تحلیل شکست و هدر رفتن محصولات گرانبها و زمان تجزیه و تحلیل شکست خورده می شود، ممنوع است.

(2) تجزیه و تحلیل عمیق غیر مخرب

برای برخی از خرابی ها، مشاهده ظاهر به تنهایی نمی تواند اطلاعات خرابی کافی را جمع آوری کند یا حتی نقطه خرابی را نمی توان پیدا کرد، مانند لایه لایه شدن، جوشکاری مجازی و باز شدن داخلی و غیره. در این زمان باید از سایر روش های تحلیل غیر مخرب استفاده کرد تا جمع آوری اطلاعات بیشتر، از جمله تشخیص نقص اولتراسونیک، اشعه ایکس سه بعدی، تصویربرداری حرارتی مادون قرمز، تشخیص مکان اتصال کوتاه و غیره.

در مرحله مشاهده ظاهر و تجزیه و تحلیل غیرمخرب، باید به ویژگی های مشترک یا متفاوت محصولات خرابی مختلف توجه کرد که می تواند مرجع قضاوت خرابی بعدی باشد. پس از جمع آوری اطلاعات کافی در مرحله تحلیل غیرمخرب، تحلیل هدفمند شکست می تواند آغاز شود.

(3) تجزیه و تحلیل شکست

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

تجزیه و تحلیل PCB تخته لخت

هنگامی که نرخ شکست بسیار بالا است، تجزیه و تحلیل PCB خالی به عنوان مکمل تجزیه و تحلیل علت شکست ضروری است. هنگامی که دلیل شکست به دست آمده در مرحله تجزیه و تحلیل، نقص PCB برد لخت است که منجر به خرابی قابلیت اطمینان بیشتر می شود، اگر PCB تخته لخت همان عیب را داشته باشد، همان حالت خرابی محصول شکست خورده باید پس از همان درمان منعکس شود. فرآیند به عنوان محصول شکست خورده اگر همان حالت خرابی تکرار نشود، تجزیه و تحلیل علت محصول شکست خورده اشتباه است، یا حداقل ناقص است.