As de drager fan ferskate ûnderdielen en de hub fan oerdracht fan sirkelsignalen, PCB is it wichtichste en wichtichste diel wurden fan elektroanyske ynformaasjeprodukten, har kwaliteit en betrouberensnivo bepaalt de kwaliteit en betrouberens fan ‘e heule apparatuer. Fanwegen kosten en technyske redenen binne d’r lykwols in protte mislearringsproblemen yn produksje en tapassing fan PCB.

Foar dit soarte mislearringsprobleem moatte wy wat gewoan brûkte techniken foar mislearingsanalyse brûke om it kwaliteit en betrouberensnivo fan PCB yn ‘e fabrikaazje te garandearjen. Dit papier gearfettet tsien falenanalysetechniken foar referinsje.

Mechanisme en oarsaakanalyse fan PCB -mislearring

1. In fisuele ynspeksje

Uterlikinspeksje is om guon ienfâldige ynstruminten visueel te ynspektearjen of te brûken, lykas stereoskopyske mikroskoop, metallografyske mikroskoop of sels fergrutglês, om it uterlik fan PCB te kontrolearjen en de mislearre dielen en relevant fysyk bewiis te finen. De haadfunksje is om it mislearjen te lokalisearjen en de mislearre modus fan PCB foarôf te beoardieljen. Uterlikinspeksje kontroleart foaral PCB -fersmoarging, korrosysje, de lokaasje fan boerdeksplosje, circuitbedrading en de regelmjittigens fan mislearjen, as it batch of yndividueel is, oft it altyd is konsintrearre yn in bepaald gebiet, ensfh. 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. Röntgenfluoroskopy

Foar guon dielen dy’t net kinne wurde ynspekteare troch it uterlik, lykas de binnenkant fan ‘e PCB fia gat en oare ynterne defekten, moatte wy röntgenfluoroskopysysteem brûke om te kontrolearjen. Röntgenfluoroskopysysteem is it gebrûk fan ferskate materiaaldikte as ferskillende materiaaldichtheid fan röntgenhygroskopisiteit as trochjaan fan ferskate prinsipes foar ôfbylding. Dizze technology wurdt mear brûkt foar it kontrolearjen fan de lokaasje fan defekten yn PCBA soldeergewrichten, troch gatdefekten en defekten yn BGA- as CSP -apparaten mei ferpakking mei hege tichtheid. 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. Seksje analyse

Slice -analyse is it proses foar it krijen fan PCB -krúsdielstruktuer fia sampling, Mosaic, slice, polishing, corrosie, observaasje en in searje metoaden en stappen. Oerfloedige ynformaasje oer de mikrostruktuer fan PCB (troch gat, coating, ensfh.) Kin wurde krigen troch plakanalyse, dy’t in goede basis leveret foar de folgjende kwaliteitsferbettering. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Tagelyk is de metoade foar stekproefeasken heech, de tariedingstiid fan ‘e stekproef is ek lang, de needsaak foar oplaat technysk personiel om te foltôgjen. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Akoestysk mikroskoop scannen

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. Op dit punt toant de scannen akoestyske mikroskoop syn bysûndere foardiel by net-destruktive opspoaren fan mearlaach PCB mei hege tichtheid. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Mikro -ynfraread analyse

Mikro -ynfrareadanalyse is foar ynfrareadspektroskopie kombineare mei mikroskoopanalysemetoade, it brûkt ferskate materialen (foaral organyske stof) op it prinsipe fan de ynfrareadspektrumabsorpsje, it analysearjen fan de gearstalde gearstalling fan ‘e materialen, tegearre mei de mikroskoop kin sichtber ljocht en ynfraread ljocht meitsje mei it ljochtpaad, sa lang as ûnder it fisuele fjild, kin sykje nei analyse fan organyske spoare -stoffen. By it ûntbrekken fan in mikroskoop kin ynfrareadspektroskopie gewoanlik allinich grutte samples analysearje. 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. Scannen fan elektronmikroskoopanalyse

Scanning elektronmikroskoop (SEM) is ien fan ‘e nuttichste grutskalige elektronmikroskopyske ôfbyldingssystemen foar mislearingsanalyse. It wurkprinsipe is om in elektronbeam te foarmjen mei in diameter fan tsientallen oant tûzenen angstroms (A) troch te fokusjen op de elektronbeam útstjoerd út ‘e kathode fersneld troch de anode. Under de aksje fan ôfwiking fan ‘e scanspoel, De elektroanestraal scant it oerflak fan ‘e stekproef punt foar punt yn in bepaalde tiid- en romteoarder. De elektronenbeam mei hege enerzjy bombardearret it oerflak fan ‘e stekproef en genereart in ferskaat oan ynformaasje, dy’t kin wurde sammele en fersterke om ferskate oerienkommende grafiken op it displayskerm te krijen. 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. De optein backscattered elektronen wurde generearre yn it berik fan 100 ~ 1000nm op it oerflak fan ‘e stekproef, en se stjoere ferskate skaaimerken út mei it ferskil fan atoomnûmer fan’ e stof. Dêrom hat it backscattered elektronôfbylding morfologyske skaaimerken en atoomnûmerdiskriminaasjefermogen, en dêrom kin it backscattered elektronôfbylding de ferdieling fan gemyske eleminten reflektearje. De hjoeddeiske scanelektronmikroskoop hat heul krêftich west, elke fine struktuer as oerflakfunksjes kinne wurde fergrutte oant hûnderttûzenen kearen foar observaasje en analyse.

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. Derneist is de djipte fan fjild fan it ôfbylding fan it scannen -elektronmikroskoop folle grutter dan dat fan ‘e optyske mikroskoop, wat in wichtige metoade is foar de analyse fan’ e metallografyske struktuer, mikroskopyske fraktuer en tin whiskers.

7. X-ray energy spectrum analysis

De hjirboppe neamde skandeelektronmikroskopy is normaal foarsjoen fan in röntgenenergyspektrometer. 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. Tagelyk wurde de korrespondearjende ynstruminten respektivelik spektrumdispersjespektrometer (WDS foar koart) en enerzjydispersjonsspektrometer (EDS foar koart) respektivelik neamd neffens de karakteristike golflengte as karakteristike enerzjy fan ‘e röntgensignaaldeteksje. De resolúsje fan ‘e spektrometer is heger dan dy fan’ e enerzjyspektrometer, en de analysesnelheid fan ‘e enerzjyspektrometer is rapper dan dy fan’ e enerzjyspektrometer. Fanwegen de hege snelheid en lege kosten fan enerzjyspektrometers is de algemiene SCANNING -elektronmikroskopy foarsjoen fan enerzjyspektrometers.

Mei de ferskate scanmodus fan elektronbundel kin de enerzjyspektrometer it punt, de line en it flak fan it oerflak analysearje, en de ynformaasje krije fan ferskate ferdieling fan eleminten.Point analysis yields all elements of a point; Line -analyse Ien elemintanalyse wurdt elke kear op in bepaalde line útfierd, en de line -ferdieling fan alle eleminten wurdt krigen troch meardere scannen. Surface analyse De analyse fan alle eleminten yn in bepaald oerflak. De mjitten elemintynhâld is it gemiddelde fan it berik fan oerflakmetingen.

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. De kwantitative analyse -krektens fan enerzjyspektrometer is beheind, en de ynhâld minder dan 0.1% is oer it algemien net maklik te detektearjen. De kombinaasje fan enerzjyspektrum en SEM kin tagelyk de ynformaasje krije fan oerflakmorfology en komposysje, dat is de reden wêrom’t se in protte wurde brûkt.

8. Fotoelektronspektroskopy (XPS) analyse

Samples troch bestraling fan röntgenstralen, it oerflak fan ‘e binnenste skaalelektronen fan it atoom sil ûntkomme út’ e bondage fan ‘e kearn en fêste oerflakfoarming, mjitten fan syn kinetyske enerzjy de Ex, de binnenste skaalelektronen fan it atoom kinne de binende enerzjy krije fan Eb, Eb farieare fan ferskate eleminten en ferskate elektronskaal, it is de “fingerprints” fan ‘e atoomidentifikaasjeparameters, foarming fan spektrale line is de fotoelektronspektroskopy (XPS). XPS kin brûkt wurde foar kwalitative en kwantitative analyse fan eleminten op ûndjip oerflak (ferskate nanometers) fan monsteroerflak. Derneist kin ynformaasje oer gemyske valence -steaten fan eleminten wurde krigen út gemyske ferskowingen fan binende enerzjy. It kin de ynformaasje jaan fan ‘e bân tusken de valensstatus fan’ e oerflaklaach en de omlizzende eleminten. 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; Mearlagen kinne ek longitudinaal wurde analysearre troch argon -ionstripping (sjoch it gefal hjirûnder) mei folle gruttere gefoelichheid dan enerzjyspektrum (EDS). XPS wurdt benammen brûkt yn ‘e analyse fan PCB -coatingkwaliteitanalyse, fersmoargingsanalyse en oksidaasjegradanalyse, om de djippe reden fan minne lasberens te bepalen.

9. Differential Scanning Calorim-etry

In metoade foar it mjitten fan it ferskil yn krêftynfier tusken in stof en in referinsjestof as funksje fan temperatuer (as tiid) ûnder programmearre temperatuerkontrôle. 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)

Termyske meganyske analyse wurdt brûkt om de deformaasje -eigenskippen fan fêste stoffen, floeistoffen en gels te mjitten ûnder termyske as meganyske krêften ûnder programmearre temperatuerkontrôle. Meast brûkte ladenmetoaden omfetsje kompresje, ynstekken fan pin, stretching, bûging, ensfh. Test probe bestiet út fêstmakke op ‘e cantilever beam en spiraalfoarmige maitiidstipe, troch de motor fan’ e tapaste lading, as de eksimplaarferfoarming optreedt, differinsjaal transformator om de feroaring te detektearjen, en tegearre mei de gegevensferwurking, lykas temperatuer, spanning en spanning nei it materiaal kin wurde krigen ûnder de te ferwaarmjen relaasjes mei lading mei temperatuer (as tiid). Neffens de relaasje tusken deformaasje en temperatuer (as tiid) kinne de fysykochemyske en thermodynamyske eigenskippen fan materialen wurde studearre en analyseare. TMA wurdt breed brûkt yn PCB -analyse en wurdt fral brûkt by it mjitten fan de twa meast krityske parameters fan PCB: lineêre útwreidingskoëffisjint en glêsoergongstemperatuer. PCB mei te grutte útwreidingskoëffisjint sil faaks liede ta breukfalen fan metallisearre gatten nei lassen en gearkomste.