Որպես տարբեր բաղադրիչների կրիչ և միացման ազդանշանի փոխանցման հանգույց, PCB դարձել է էլեկտրոնային տեղեկատվական արտադրանքի ամենակարևոր և առանցքային մասը, դրա որակը և հուսալիությունը որոշում են ամբողջ սարքավորման որակը և հուսալիությունը: Այնուամենայնիվ, ծախսերի և տեխնիկական պատճառների պատճառով PCB- ի արտադրության և կիրառման մեջ կան բազմաթիվ անհաջող խնդիրներ:

Այս տեսակի խափանման խնդրի համար մենք պետք է օգտագործենք ձախողման վերլուծության որոշ սովորաբար օգտագործվող տեխնիկա `արտադրության մեջ PCB- ի որակի և հուսալիության մակարդակը ապահովելու համար: Այս հոդվածը ամփոփում է ձախողման վերլուծության տասը տեխնիկան `հղման համար:

PCB- ի ձախողման մեխանիզմը և պատճառների վերլուծությունը

1. Տեսողական ստուգում

Արտաքին տեսքի տեսողական ստուգումն է կամ որոշ պարզ գործիքների օգտագործումը, ինչպիսիք են ՝ ստերեոսկոպիկ մանրադիտակը, մետալոգրաֆիկ մանրադիտակը կամ նույնիսկ խոշորացույցը, ստուգելու PCB- ի տեսքը և գտնելու խափանված մասերը և համապատասխան ֆիզիկական ապացույցները: Հիմնական գործառույթն է հայտնաբերել խափանումը և նախապես դատել PCB- ի ձախողման ռեժիմը: Արտաքին տեսքը հիմնականում ստուգում է PCB- ի աղտոտվածությունը, կոռոզիան, տախտակի պայթյունի վայրը, սխեմաների էլեկտրագծերը և խափանման կանոնավորությունը, եթե այն խմբաքանակ է կամ անհատական, արդյոք այն միշտ կենտրոնացած է որոշակի տարածքում և այլն: 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. Ռենտգեն ֆտորոգրաֆիա

Որոշ մասերի համար, որոնք չեն կարող ստուգվել արտաքին տեսքով, ինչպես նաև PCB- ի ներսում անցքով և այլ ներքին արատներով, մենք պետք է օգտագործենք ռենտգենյան ֆտորոգրաֆիայի համակարգ `ստուգելու համար: Ռենտգենային ֆտորոգրաֆիայի համակարգը ռենտգենյան ճառագայթների հիգրոսկոպիկության կամ նյութի տարբեր խտության կամ պատկերների տարբեր սկզբունքների փոխանցման օգտագործումն է: Այս տեխնոլոգիան ավելի շատ օգտագործվում է PCBA զոդման հոդերի արատների տեղայնությունը ստուգելու համար `բարձր խտությամբ փաթեթավորմամբ BGA կամ CSP սարքերի անցքերի արատների և արատների միջոցով: 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. Բաժնի վերլուծություն

Շերտերի վերլուծությունը նմուշառման, խճանկարների, շերտերի, հղկման, կոռոզիայից, դիտարկումների և մի շարք մեթոդների և քայլերի միջոցով PCB խաչմերուկի կառուցվածք ստանալու գործընթացն է: PCB- ի միկրոկառուցվածքի մասին (անցքերի, ծածկույթների և այլնի մասին) առատ տեղեկատվություն կարելի է ստանալ շերտերի վերլուծությամբ, ինչը լավ հիմք է տալիս որակի հաջորդ բարելավման համար: However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Միևնույն ժամանակ, նմուշի պահանջների մեթոդը բարձր է, նմուշի պատրաստման ժամանակը նույնպես երկար է, պատրաստված տեխնիկական անձնակազմի կարիքը լրացնելու համար: For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Ակուստիկ մանրադիտակի սկանավորում

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. Այս պահին սկանավորող ձայնային մանրադիտակը ցույց է տալիս իր առանձնահատուկ առավելությունը բազմաշերտ բարձր խտության PCB- ի ոչ ապակառուցողական հայտնաբերման գործում: The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Միկրոֆրակարմիր վերլուծություն

Միկրո ինֆրակարմիր վերլուծությունը նշանակում է ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիա `մանրադիտակի վերլուծության մեթոդի հետ միասին, այն օգտագործում է տարբեր նյութեր (հիմնականում օրգանական նյութեր)` ինֆրակարմիր սպեկտրի կլանման սկզբունքով, վերլուծելով նյութերի բարդ կազմը, որը մանրադիտակի հետ զուգակցված կարող է տեսանելի լույս և ինֆրակարմիր լույս դարձնել: լույսի ուղու հետ, քանի դեռ տեսողական դաշտի տակ է, կարող է փնտրել հետքի օրգանական աղտոտիչների վերլուծություն: Մանրադիտակի բացակայության դեպքում ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան սովորաբար կարող է վերլուծել միայն մեծ նմուշները: 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. Էլեկտրոնային մանրադիտակային սկանավորման վերլուծություն

Սկանային էլեկտրոնային մանրադիտակը (SEM) ձախողման վերլուծության համար ամենաօգտակար լայնածավալ էլեկտրոնային մանրադիտակային պատկերման համակարգերից է: Նրա աշխատանքի սկզբունքն է `ձևավորել տասնյակ հազարավոր անգստրոմների (A) տրամագծով էլեկտրոնային ճառագայթ` կենտրոնացնելով անոդով արագացված կաթոդից արտանետվող էլեկտրոնային ճառագայթը: Սկանավորման կծիկի շեղման գործողության ներքո, Էլեկտրոնային ճառագայթը նմուշի մակերեսը կետ առ կետ սկանավորում է որոշակի ժամանակի և տարածության կարգով: Բարձր էներգիայի էլեկտրոնային ճառագայթը ռմբակոծում է նմուշի մակերեսը և առաջացնում մի շարք տեղեկություններ, որոնք կարող են հավաքվել և ուժեղացվել `ցուցադրման էկրանին համապատասխան համապատասխան գրաֆիկա ստանալու համար: 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. Գրգռված հետերես ցրված էլեկտրոնները գոյանում են 100 ~ 1000 նմ միջակայքում `նմուշի մակերեսին, և դրանք տարբեր բնութագրեր են արձակում` նյութի ատոմային թվի տարբերությամբ: Հետևաբար, հետերես ցրված էլեկտրոնային պատկերն ունի մորֆոլոգիական բնութագրեր և ատոմային թվի խտրականության ունակություն, և, հետևաբար, հետ ցրված էլեկտրոնային պատկերը կարող է արտացոլել քիմիական տարրերի բաշխումը: Ներկայիս սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակը շատ հզոր է եղել, ցանկացած նուրբ կառուցվածք կամ մակերևույթի առանձնահատկություններ կարող են հարյուր հազարավոր անգամ մեծացվել դիտարկման և վերլուծության համար:

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. Բացի այդ, սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի պատկերի դաշտի խորությունը շատ ավելի մեծ է, քան օպտիկական մանրադիտակը, ինչը կարևոր մեթոդ է մետալոգրաֆիկ կառուցվածքի, մանրադիտակային ճեղքվածքի և անագ բեղերի վերլուծության համար:

7. X-ray energy spectrum analysis

Վերոնշյալ սկանավորման էլեկտրոնային մանրադիտակը սովորաբար հագեցած է ռենտգենյան էներգիայի սպեկտրոմետրով: 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. Միևնույն ժամանակ, համապատասխան գործիքները համապատասխանաբար կոչվում են սպեկտրի ցրման սպեկտրոմետր (կարճ ՝ WDS) և էներգիայի ցրման սպեկտրոմետր (կարճ ՝ EDS) ՝ ըստ ռենտգենյան ազդանշանի հայտնաբերման բնորոշ ալիքի երկարության կամ բնորոշ էներգիայի: Սպեկտրոմետրերի լուծաչափն ավելի բարձր է, քան էներգետիկ սպեկտրոմետրը, իսկ էներգետիկ սպեկտրաչափի վերլուծության արագությունն ավելի արագ է, քան էներգետիկ սպեկտրոմետրը: Էներգետիկ սպեկտրոմետրերի բարձր արագության և ցածր արժեքի պատճառով ընդհանուր SCANNING էլեկտրոնային մանրադիտակը հագեցած է էներգետիկ սպեկտրոմետրերով:

Էլեկտրոնային ճառագայթների սկանավորման տարբեր ռեժիմով էներգետիկ սպեկտրոմետրը կարող է վերլուծել մակերեսի կետը, գիծը և հարթությունը և ստանալ տարրերի տարբեր բաշխման տեղեկատվություն:Point analysis yields all elements of a point; Գծերի վերլուծություն Մեկ տարրերի վերլուծություն կատարվում է յուրաքանչյուր անգամ նշված գծի վրա, և բոլոր տարրերի գծերի բաշխումը ստացվում է բազմակի սկանավորմամբ: Մակերևութային վերլուծություն Տվյալ մակերևույթի բոլոր տարրերի վերլուծություն: Չափվող տարրի պարունակությունը մակերեսի չափումների միջակայքի միջինն է:

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. Էներգետիկ սպեկտրոմետրի քանակական վերլուծության ճշգրտությունը սահմանափակ է, իսկ 0.1% -ից պակաս պարունակությունը, ընդհանուր առմամբ, հեշտ չէ հայտնաբերել: Էներգետիկ սպեկտրի և SEM- ի համադրությունը կարող է միաժամանակ ստանալ մակերևույթի մորֆոլոգիայի և կազմի մասին տեղեկատվությունը, որն է պատճառը, որ դրանք լայնորեն օգտագործվում են:

8. Ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS) վերլուծություն

Ռենտգենյան ճառագայթման նմուշներ, ատոմի ներքին պատյանների էլեկտրոնների մակերեսը դուրս կգա միջուկի և ձևավորվող պինդ մակերևույթի կապից, չափելով նրա կինետիկ էներգիան Ex, ատոմի ներքին թաղանթի էլեկտրոնները կարող են ձեռք բերել պարտադիր էներգիա Eb, Eb- ն տարբերվում էր տարբեր տարրերից և տարբեր էլեկտրոնային թաղանթներից, դա ատոմի նույնականացման պարամետրերի «մատնահետքերն» են, սպեկտրալ գծի ձևավորումն է ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիան (XPS): XPS- ն կարող է օգտագործվել նմուշի մակերեսային մակերևույթի (մի քանի նանոմետր) տարրերի որակական և քանակական վերլուծության համար: Բացի այդ, տարրերի քիմիական վալենտային վիճակների մասին տեղեկատվությունը կարելի է ստանալ կապող էներգիայի քիմիական տեղաշարժերից: Այն կարող է տալ մակերեսային շերտի վալենտային վիճակի և շրջակա տարրերի միջև կապի մասին տեղեկատվությունը: 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; Բազմաշերտերը կարող են երկայնականորեն վերլուծվել նաև արգոնի իոնների մերկացման միջոցով (տե՛ս ստորև բերված դեպքը) էներգիայի սպեկտրից (EDS) շատ ավելի մեծ զգայունությամբ: XPS- ը հիմնականում օգտագործվում է PCB ծածկույթի որակի վերլուծության, աղտոտման և օքսիդացման աստիճանի վերլուծության վերլուծության մեջ `վատ եռակցելիության խոր պատճառը որոշելու համար:

9. Differential Scanning Calorim-etry

Substanceերմաստիճանի (կամ ժամանակի) ֆունկցիա ՝ ջերմաստիճանի (կամ ժամանակի) ֆունկցիայի միջոցով նյութի և տեղեկատու նյութի միջև էներգիայի ներմուծման տարբերությունը չափելու մեթոդ ՝ ծրագրավորված ջերմաստիճանի հսկողության ներքո: 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)

Theերմային մեխանիկական անալիզը օգտագործվում է պինդ նյութերի, հեղուկների և գելերի դեֆորմացիոն հատկությունները չափելու համար `ջերմային կամ մեխանիկական ուժերի ներքո` ծրագրավորված ջերմաստիճանի հսկողության ներքո: Սովորաբար օգտագործվող բեռի մեթոդները ներառում են սեղմում, կապում տեղադրում, ձգում, թեքում և այլն: Փորձնական զոնդը բաղկացած է լուսածայր ճառագայթից և պտուտակավոր զսպանակի հենակետից ՝ կիրառվող բեռի շարժիչի միջոցով, երբ տեղի է ունենում նմուշի դեֆորմացիա, փոփոխությունը հայտնաբերելու դիֆերենցիալ տրանսֆորմատոր և տվյալների մշակման հետ մեկտեղ ՝ ջերմաստիճան, լարվածություն և լարվածություն հետո նյութը կարելի է ձեռք բերել ջերմաստիճանի (կամ ժամանակի) հետ աննշան բեռի դեֆորմացման հարաբերություններում: Ըստ դեֆորմացիայի և ջերմաստիճանի (կամ ժամանակի) փոխհարաբերությունների ՝ նյութերի ֆիզիկաքիմիական և ջերմադինամիկ հատկությունները կարող են ուսումնասիրվել և վերլուծվել: TMA- ն լայնորեն օգտագործվում է PCB վերլուծության մեջ և հիմնականում օգտագործվում է PCB- ի երկու ամենակարևոր պարամետրերի չափման համար `գծային ընդլայնման գործակից և ապակու անցման ջերմաստիճան: PCB- ի չափազանց մեծ ընդլայնման գործակիցը հաճախ կհանգեցնի եռակցումից և հավաքումից հետո մետաղացված անցքերի կոտրվածքների: