Depuis le début des années 1950, circuit imprimé (PCB) a été le module de construction de base de l’emballage électronique, 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 et la fiabilité de l’ensemble de l’emballage électronique. Avec les exigences de miniaturisation, de légèreté et de multifonctionnalité des produits électroniques, ainsi que la promotion de procédés sans plomb et sans halogène, les exigences en matière de fiabilité des circuits imprimés seront de plus en plus élevées. Par conséquent, comment localiser rapidement les problèmes de fiabilité des PCB et améliorer la fiabilité correspondante est devenu l’un des problèmes importants pour les entreprises de PCB.

Problèmes courants de fiabilité des PCB et légendes typiques

Mauvaise soudabilité

(Pas de mouillage)

Mauvaise soudabilité (non mouillant)

Soudage virtuel

(Effet d’oreiller)

Pauvre personne à charge

Grenaillage de plaques en couches

Circuit ouvert (trou traversant)

Circuit ouvert

(Trou borgne laser)

Circuit ouvert

Circuit ouvert (DCI)

Court-circuit (CAF)

Court-circuit (ECM)

Plaque brûlante

Cependant, dans l’analyse de défaillance des problèmes de fiabilité pratiques, le mécanisme de défaillance du même mode de défaillance peut être complexe et diversifié. Par conséquent, tout comme pour enquêter sur un cas, une pensée analytique correcte, une pensée logique rigoureuse et des méthodes d’analyse diversifiées sont nécessaires pour trouver la véritable cause de l’échec. Dans ce processus, tout lien est légèrement négligent, peut provoquer un « cas injuste, faux et erroné ».

Analyse générale de la fiabilité Problèmes de base Collecte d’informations

Les informations générales constituent la base de l’analyse des défaillances des problèmes de fiabilité, 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) Plage d’échec : informations sur le lot d’échec et taux d’échec correspondant

(1) Si le seul lot de problèmes de production de masse, ou un faible taux d’échec, alors la possibilité d’un contrôle de processus anormal est plus grande;

(2) S’il y a des problèmes dans le premier lot/plusieurs lots, ou si le taux d’échec est élevé, l’influence des facteurs de matériau et de conception ne peut être exclue ;

(2) Traitement de pré-défaillance : si le PCB ou le PCBA est passé par une série de procédures de pré-traitement avant que la défaillance ne se produise. Les prétraitements courants incluent le reflux avant la cuisson, / le soudage par refusion sans plomb et / le soudage sans plomb en crête d’onde et le soudage manuel, etc., lorsqu’il est nécessaire de comprendre en détail tous les matériaux utilisés dans le processus de prétraitement (tels que la pâte à souder, informations sur le pochoir, le fil de soudure, etc.), l’équipement (puissance du fer à souder, etc.) et les paramètres (courbe de débit et les paramètres de la soudure à la vague, température de soudure à la main, etc.);

(3) Situation de défaillance : les informations spécifiques lorsque le PCB ou le PCBA échoue, dont certains ont échoué dans le processus de pré-traitement tel que le soudage et l’assemblage, comme une mauvaise soudabilité, stratification, etc. ; Certains sont dans le vieillissement ultérieur, les tests et même l’utilisation de défaillance, tels que le CAF, l’ECM, la plaque brûlante, etc. Compréhension détaillée du processus de défaillance et des paramètres associés ;

Analyse des pannes PCB/PCBA

De manière générale, le nombre de produits défaillants est limité, voire d’une seule pièce, donc l’analyse des produits défaillants doit suivre le principe de l’analyse couche par couche de l’extérieur vers l’intérieur, de la non-destruction à la destruction, éviter par tous les moyens une destruction prématurée du site de panne :

(1) Observation de l’apparence

L’observation de l’apparence est la première étape de l’analyse du produit de défaillance. 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 en conséquence. Cependant, il convient de noter qu’il existe de nombreuses façons d’observer l’apparence, y compris visuellement, une loupe à main, une loupe de bureau, un microscope stéréoscopique et un microscope métallographique. Cependant, en raison des différences de source lumineuse, de principe d’imagerie et de profondeur de champ d’observation, la morphologie observée par l’équipement correspondant doit être analysée de manière approfondie en fonction des facteurs d’équipement. Il est interdit de porter un jugement hâtif et de formuler des conjectures subjectives préconçues, ce qui conduit à la mauvaise direction de l’analyse des défaillances et gaspille des produits défectueux et un temps d’analyse précieux.

(2) Analyse non destructive approfondie

Pour certaines défaillances, l’observation de l’apparence à elle seule ne peut pas collecter suffisamment d’informations sur la défaillance, voire le point de défaillance ne peut pas être trouvé, comme le délaminage, le soudage virtuel et l’ouverture interne, etc. À ce stade, d’autres méthodes d’analyse non destructives doivent être utilisées pour collecter des informations supplémentaires, y compris la détection des 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 différentes des différents produits de défaillance, qui peuvent être utilisées comme référence pour le jugement de défaillance ultérieur. Une fois que suffisamment d’informations ont été collectées au cours de la phase d’analyse non destructive, une analyse de défaillance ciblée peut commencer.

(3) Analyse de défaillance

L’analyse de défaillance est indispensable, et est l’étape la plus critique, détermine souvent le succès ou l’échec de l’analyse de défaillance. Il existe de nombreuses méthodes d’analyse des défaillances, telles que la microscopie électronique à balayage et l’analyse élémentaire, la coupe horizontale/verticale, le FTIR, etc., qui ne seront pas décrites dans cette section. À ce stade, bien que la méthode d’analyse de défaillance soit importante, ce qui est plus important, c’est la compréhension et le jugement du problème de défaut, ainsi que la 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 très élevé, l’analyse du PCB nu est nécessaire en complément de l’analyse des causes de défaillance. Lorsque la raison de la défaillance obtenue lors de l’étape d’analyse est un défaut du PCB à carte nue qui entraîne une défaillance supplémentaire de la fiabilité, alors si le PCB à carte nue présente le même défaut, le même mode de défaillance que le produit défectueux doit être reflété après le même traitement processus en tant que produit défaillant. Si le même mode de défaillance n’est pas reproduit, alors l’analyse des causes du produit défaillant est erronée, ou du moins incomplète.