Sejak awal 1950s, the printed circuit board (PCB) selalu menjadi modul struktural dasar kemasan elektronik. Sebagai pembawa berbagai komponen elektronik dan pusat transmisi sinyal sirkuit, kualitas dan keandalannya menentukan kualitas keseluruhan kemasan elektronik. Dan keandalan. Dengan miniaturisasi, ringan dan persyaratan multi-fungsi produk elektronik, dan promosi proses bebas timah dan bebas halogen, persyaratan untuk keandalan PCB akan menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi, jadi bagaimana cara cepat menemukan masalah keandalan PCB dan membuat yang sesuai langkah-langkah Peningkatan keandalan telah menjadi salah satu isu penting bagi perusahaan PCB.

Masalah keandalan PCB umum dan legenda tipikal

Solderabilitas yang buruk

(Tidak basah)

Kemampuan solder yang buruk (tidak membasahi)

Welding

(Efek bantal)

Ikatan Buruk

Papan Ledakan Berlapis

Sirkuit terbuka (melalui lubang)

sirkuit terbuka

(lubang buta laser)

Sirkuit terbuka (saluran)

Sirkuit terbuka (ICD)

Sirkuit pendek (CAF)

Sirkuit pendek (ECM)

Papan terbakar

Dalam analisis kegagalan aktual dari masalah keandalan, mekanisme kegagalan dari mode kegagalan yang sama mungkin kompleks dan beragam. Oleh karena itu, seperti halnya menyelidiki suatu kasus, diperlukan pemikiran analisis yang benar, pemikiran logis yang cermat, dan metode analisis yang beragam. Temukan penyebab kegagalan yang sebenarnya. Dalam proses ini, kelalaian apa pun dalam tautan apa pun dapat menyebabkan kasus “tidak adil, salah, dan salah dinilai”.

Analisis umum masalah keandalan pengumpulan informasi latar belakang

Informasi latar belakang adalah dasar dari analisis kegagalan untuk masalah keandalan, yang secara langsung mempengaruhi tren dari semua analisis kegagalan berikutnya, dan memiliki pengaruh yang menentukan pada penentuan mekanisme akhir. Oleh karena itu, sebelum analisis kegagalan, informasi di balik kegagalan harus dikumpulkan sebanyak mungkin, biasanya termasuk namun tidak terbatas pada:

(1) Ruang lingkup kegagalan: informasi batch kegagalan dan tingkat kegagalan yang sesuai

Jika ada masalah dalam satu batch dalam produksi massal, atau tingkat kegagalannya rendah, kemungkinan kontrol proses yang tidak normal lebih besar;

Jika batch pertama/beberapa batch bermasalah, atau tingkat kegagalannya tinggi, pengaruh bahan dan faktor desain tidak dapat dikesampingkan;

Pra-perawatan untuk kegagalan: Apakah PCB atau PCBA telah melalui serangkaian proses pra-perawatan sebelum kegagalan terjadi. Pra-perawatan umum termasuk pemanggangan pra-reflow, penyolderan reflow bebas timah/bebas timah, penyolderan gelombang bebas timah/bebas timah dan penyolderan manual, dll. Jika perlu, Anda perlu mempelajari lebih lanjut tentang bahan yang digunakan di setiap pra-pengolahan. -proses perawatan (pasta solder, jaring baja, kawat solder, dll.) ), peralatan (daya besi solder, dll.) dan informasi parameter (kurva reflow, parameter penyolderan gelombang, suhu penyolderan tangan, dll.);

(3) Skenario kegagalan: Informasi spesifik ketika PCB atau PCBA gagal, beberapa dalam pra-pemrosesan seperti proses penyolderan dan perakitan, seperti kemampuan penyolderan yang buruk, delaminasi, dll .; beberapa dalam penuaan tindak lanjut, pengujian atau bahkan Kegagalan saat digunakan, seperti CAF, ECM, burn-in, dll .; perlu memahami proses kegagalan dan parameter terkait secara rinci;

Kegagalan analisis PCB/PCBA

Secara umum, jumlah produk yang gagal terbatas, atau bahkan hanya satu. Oleh karena itu, analisis produk gagal harus mengikuti prinsip analisis lapis demi lapis dari luar ke dalam, dari non-destruktif ke destruktif, dan menghindari penghancuran situs kegagalan sebelum waktunya:

(1) Pengamatan penampilan

Pengamatan penampilan adalah langkah pertama dalam analisis produk gagal. Melalui tampilan lokasi kegagalan dan dikombinasikan dengan informasi latar belakang, insinyur analisis kegagalan yang berpengalaman pada dasarnya dapat menentukan beberapa kemungkinan penyebab kegagalan dan melakukan analisis tindak lanjut yang ditargetkan. Tetapi perlu dicatat bahwa ada banyak cara untuk mengamati penampilan, termasuk inspeksi visual, kaca pembesar genggam, kaca pembesar desktop, mikroskop stereo dan mikroskop metalurgi. Namun, karena perbedaan sumber cahaya, prinsip pencitraan, dan kedalaman pengamatan, penampilan peralatan terkait perlu dianalisis secara komprehensif terkait dengan faktor peralatan. Hindari penilaian terburu-buru untuk membentuk dugaan subjektif yang terbentuk sebelumnya, membuat analisis kegagalan ke arah yang salah dan membuang produk dan analisis yang tidak valid. waktu.

(2) Analisis non-destruktif yang mendalam

Untuk beberapa kegagalan, hanya pengamatan visual yang digunakan, dan informasi kegagalan yang memadai tidak dapat dikumpulkan, atau bahkan titik kegagalan tidak dapat ditemukan, seperti delaminasi, pengelasan palsu, dan bukaan internal. Saat ini, metode analisis non-destruktif lainnya diperlukan untuk pengumpulan informasi lebih lanjut, termasuk deteksi cacat ultrasonik, 3D X-RAY, pencitraan termal inframerah, deteksi lokasi hubung singkat, dll.

Pada tahap pengamatan penampilan dan analisis non-destruktif, perlu diperhatikan karakteristik umum atau berlawanan antara produk gagal yang berbeda, yang dapat digunakan sebagai referensi untuk penilaian kegagalan selanjutnya. Setelah mengumpulkan informasi yang cukup dalam tahap analisis non-destruktif, Anda dapat memulai analisis penghancuran yang ditargetkan.

(3) Analisis kerusakan

Analisis penghancuran produk gagal sangat diperlukan dan merupakan langkah paling kritis, yang sering menentukan keberhasilan atau kegagalan analisis kegagalan. Ada banyak metode analisis penghancuran, seperti pemindaian mikroskop elektron & analisis unsur, pemotongan horizontal/vertikal, FTIR, dll., yang tidak dijelaskan dalam bagian ini. Pada tahap ini, metode analisis kegagalan tentu penting, tetapi yang lebih penting adalah wawasan dan penilaian masalah cacat, dan pemahaman yang benar dan jelas tentang mode kegagalan dan mekanisme kegagalan, untuk menemukan penyebab kegagalan yang sebenarnya.

Analisis PCB papan telanjang

Ketika tingkat kegagalan tinggi, perlu untuk menganalisis papan PCB telanjang, yang dapat digunakan sebagai suplemen untuk analisis penyebab kegagalan. Ketika alasan kegagalan yang diperoleh pada tahap analisis produk kegagalan adalah bahwa cacat pada PCB papan telanjang menyebabkan kegagalan keandalan lebih lanjut, maka jika papan PCB telanjang memiliki cacat yang sama, setelah proses pemrosesan yang sama dengan produk yang gagal, itu harus mencerminkan sama Mode kegagalan yang sama dengan produk yang gagal. Jika mode kegagalan yang sama tidak direproduksi, itu hanya dapat berarti bahwa analisis penyebab produk gagal salah, atau setidaknya tidak lengkap.

Tes pengulangan

Ketika tingkat kegagalan sangat rendah dan tidak ada bantuan yang dapat diperoleh dari analisis PCB papan kosong, perlu untuk mereproduksi cacat PCB dan selanjutnya mereproduksi mode kegagalan produk yang gagal, sehingga analisis kegagalan membentuk loop tertutup.

Menghadapi peningkatan jumlah kegagalan keandalan PCB saat ini, analisis kegagalan memberikan informasi langsung yang penting untuk pengoptimalan desain, peningkatan proses, dan pemilihan material, dan merupakan titik awal untuk pertumbuhan keandalan. Sejak didirikan, Laboratorium Pusat Teknologi Xingsen telah berkomitmen untuk penelitian di bidang analisis kegagalan keandalan. Mulai dari masalah ini, kami akan secara bertahap memperkenalkan pengalaman dan kasus umum kami dalam analisis kegagalan keandalan.