Depuis les premiers 1950, le circuit imprimé (PCB) a toujours été le module structurel de base des emballages électroniques. En tant que support de divers composants électroniques et plaque tournante de la transmission du signal du circuit, sa qualité et sa fiabilité déterminent la qualité de l’ensemble de l’emballage électronique. Et la fiabilité. Avec la miniaturisation, la légèreté et les exigences multifonctionnelles des produits électroniques, et la promotion des processus sans plomb et sans halogène, les exigences de fiabilité des PCB deviendront de plus en plus élevées, alors comment localiser rapidement les problèmes de fiabilité des PCB et faire correspondre mesures L’amélioration de la fiabilité est devenue l’un des enjeux importants pour les entreprises de PCB.

Problèmes courants de fiabilité des PCB et légendes typiques

Mauvaise soudabilité

(Ne mouille pas)

Mauvaise soudabilité (non mouillant)

Soudage

(Effet d’oreiller)

Mauvaise liaison

Planche d’explosion en couches

Circuit ouvert (trou traversant)

circuit ouvert

(Trou borgne laser)

Circuit ouvert (ligne)

Circuit ouvert (DCI)

Court-circuit (CAF)

Court-circuit (ECM)

Planche brûlée

Dans l’analyse de défaillance réelle des problèmes de fiabilité, le mécanisme de défaillance du même mode de défaillance peut être complexe et diversifié. Par conséquent, tout comme enquêter sur un cas, cela nécessite une réflexion d’analyse correcte, une réflexion logique méticuleuse et des méthodes d’analyse diversifiées. Trouvez la vraie cause de l’échec. Dans ce processus, toute négligence dans un lien peut entraîner des cas « injustes, faux et mal jugés ».

Analyse générale des problèmes de fiabilité collecte d’informations de base

Les informations de base constituent la base de l’analyse des défaillances pour les problèmes de fiabilité, qui affectent directement la tendance de toutes les analyses de défaillances ultérieures et ont une influence décisive sur la détermination finale du mécanisme. Par conséquent, avant l’analyse de la défaillance, les informations à l’origine de la défaillance doivent être collectées autant que possible, comprenant généralement, mais sans s’y limiter :

(1) Portée de l’échec : informations sur le lot d’échec et taux d’échec correspondant

S’il y a un problème dans un seul lot en production de masse, ou si le taux d’échec est faible, la possibilité d’un contrôle de processus anormal est plus grande ;

②Si le premier lot/plusieurs lots présentent des problèmes ou si le taux d’échec est élevé, l’influence des matériaux et des facteurs de conception ne peut être exclue ;

⑵Prétraitement en cas de défaillance : si le PCB ou le PCBA est passé par une série de processus de prétraitement avant que la défaillance ne se produise. Les prétraitements courants incluent la cuisson par pré-refusion, le soudage par refusion sans plomb/sans plomb, le soudage à la vague sans plomb/sans plomb et le soudage manuel, etc. Si nécessaire, vous devez en savoir plus sur les matériaux utilisés dans chaque pré-traitement. -informations sur le procédé de traitement (pâte à souder, treillis métallique, fil à souder, etc.), les équipements (puissance du fer à souder, etc.) et les paramètres (courbe de refusion, paramètres de soudure à la vague, température de soudure manuelle, etc.) ;

(3) Scénarios de défaillance : les informations spécifiques lorsque le PCB ou le PCBA échoue, certains sont en cours de pré-traitement tels que le processus de soudage et d’assemblage, tels qu’une mauvaise soudabilité, un délaminage, etc. ; certains sont en suivi de vieillissement, de test ou encore de Défaillance en cours d’utilisation, comme le CAF, l’ECM, le burn-in, etc. ; besoin de comprendre en détail le processus de défaillance et les paramètres associés ;

Analyse des pannes PCB/PCBA

De manière générale, le nombre de produits défaillants est limité, voire un seul. Par conséquent, l’analyse des produits défaillants doit suivre le principe de l’analyse couche par couche de l’extérieur vers l’intérieur, du non destructif au destructif, et éviter de détruire prématurément le site de défaillance :

(1) Observation de l’apparence

L’observation de l’apparence est la première étape de l’analyse des produits défaillants. Grâce à l’apparition du site de défaillance et à des informations de base, les ingénieurs expérimentés en analyse de défaillance peuvent essentiellement déterminer plusieurs causes possibles de défaillance et effectuer une analyse de suivi ciblée. Mais il convient de noter qu’il existe de nombreuses façons d’observer l’apparence, y compris l’inspection visuelle, la loupe à main, la loupe de bureau, le stéréomicroscope et le microscope métallurgique. Cependant, en raison de la différence de source lumineuse, de principe d’imagerie et de profondeur d’observation, l’apparence de l’équipement correspondant doit être analysée de manière approfondie en conjonction avec les facteurs d’équipement. Évitez de porter des jugements précipités pour former des suppositions subjectives préconçues, en orientant l’analyse des défaillances dans la mauvaise direction et en gaspillant des produits et des analyses invalides et précieux. temps.

(2) Analyse non destructive approfondie

Pour certaines défaillances, seules des observations visuelles sont utilisées et des informations suffisantes sur les défaillances ne peuvent pas être collectées, ou même les points de défaillance ne peuvent pas être trouvés, tels que le délaminage, le faux soudage et l’ouverture interne. À l’heure actuelle, d’autres méthodes d’analyse non destructives sont nécessaires pour la collecte d’informations supplémentaires, notamment la détection de défauts par ultrasons, les rayons X 3D, l’imagerie thermique infrarouge, la détection de l’emplacement des courts-circuits, etc.

Au stade de l’observation de l’apparence et de l’analyse non destructive, il est nécessaire de prêter attention aux caractéristiques communes ou opposées entre les différents produits défaillants, qui peuvent être utilisées comme référence pour les jugements de défaillance ultérieurs. Après avoir collecté suffisamment d’informations lors de l’étape d’analyse non destructive, vous pouvez lancer une analyse de destruction ciblée.

(3) Analyse des dommages

L’analyse de la destruction des produits défaillants est indispensable et l’étape la plus critique, qui détermine souvent le succès ou l’échec de l’analyse des défaillances. Il existe de nombreuses méthodes d’analyse de destruction, telles que la microscopie électronique à balayage et l’analyse élémentaire, la coupe horizontale/verticale, le FTIR, etc., qui ne sont pas décrites dans cette section. À ce stade, la méthode d’analyse des défaillances est certainement importante, mais le plus important est la compréhension et le jugement du problème de défaut, ainsi qu’une compréhension correcte et claire du mode de défaillance et du mécanisme de défaillance, afin de trouver la cause réelle de la défaillance.

Analyse PCB à carte nue

Lorsque le taux de défaillance est élevé, il est nécessaire d’analyser le PCB à carte nue, qui peut être utilisé en complément de l’analyse des causes de défaillance. Lorsque la raison de la défaillance obtenue lors de l’étape d’analyse du produit défectueux est qu’un défaut de la carte PCB nue provoque une défaillance supplémentaire de la fiabilité, alors si la carte PCB nue présente le même défaut, après le même processus de traitement que le produit défectueux, cela devrait refléter le même Le même mode de défaillance que le produit défaillant. Si le même mode de défaillance n’est pas reproduit, cela ne peut que signifier que l’analyse de la cause du produit défaillant est erronée, ou du moins incomplète.

Test de récurrence

Lorsque le taux de défaillance est très faible et qu’aucune aide ne peut être obtenue à partir de l’analyse du PCB à carte nue, il est nécessaire de reproduire les défauts du PCB et de reproduire davantage le mode de défaillance du produit défaillant, de sorte que l’analyse de défaillance forme une boucle fermée.

Face à un nombre croissant de défaillances de fiabilité des circuits imprimés aujourd’hui, l’analyse des défaillances fournit des informations de première main importantes pour l’optimisation de la conception, l’amélioration des processus et la sélection des matériaux, et constitue le point de départ de la croissance de la fiabilité. Depuis sa création, Xingsen Technology Central Laboratory s’est engagé dans la recherche dans le domaine de l’analyse des défaillances de fiabilité. A partir de ce numéro, nous présenterons progressivement notre expérience et des cas types dans l’analyse des défaillances de fiabilité.