Fin dai primi 1950, il circuito stampato (PCB) è sempre stato il modulo strutturale di base del packaging elettronico. Essendo il vettore di vari componenti elettronici e il fulcro della trasmissione del segnale del circuito, la sua qualità e affidabilità determinano la qualità dell’intero imballaggio elettronico. E affidabilità. Con la miniaturizzazione, la leggerezza e i requisiti multifunzione dei prodotti elettronici e la promozione di processi senza piombo e senza alogeni, i requisiti per l’affidabilità dei PCB diventeranno sempre più alti, quindi come individuare rapidamente i problemi di affidabilità dei PCB e rendere corrispondenti misure Il miglioramento dell’affidabilità è diventato uno dei temi importanti per le aziende di PCB.

Problemi comuni di affidabilità dei PCB e leggende tipiche

Scarsa saldabilità

(Non bagnare)

Scarsa saldabilità (non bagnabile)

Saldatura

(Effetto cuscino)

Cattivo legame

Scheda di esplosione a strati

Circuito aperto (foro passante)

circuito aperto

(Foro cieco laser)

Circuito aperto (linea)

Circuito aperto (ICD)

Cortocircuito (CAF)

Cortocircuito (ECM)

Tavola bruciata

Nell’effettiva analisi dei problemi di affidabilità, il meccanismo di guasto della stessa modalità di guasto può essere complesso e diversificato. Pertanto, proprio come indagare su un caso, richiede un pensiero analitico corretto, un pensiero logico meticoloso e metodi di analisi diversificati. Trova la vera causa del fallimento. In questo processo, qualsiasi negligenza in qualsiasi collegamento può causare casi “ingiusti, falsi e erroneamente giudicati”.

Analisi generale della raccolta di informazioni di base sui problemi di affidabilità

Le informazioni di base sono la base dell’analisi dei guasti per problemi di affidabilità, che influenzano direttamente l’andamento di tutte le successive analisi dei guasti e hanno un’influenza decisiva sulla determinazione del meccanismo finale. Pertanto, prima dell’analisi del guasto, le informazioni alla base del guasto dovrebbero essere raccolte il più possibile, di solito includendo ma non limitandosi a:

(1) Ambito di errore: informazioni sul batch di errore e tasso di errore corrispondente

① Se c’è un problema in un singolo lotto nella produzione di massa, o il tasso di fallimento è basso, la possibilità di un controllo anomalo del processo è maggiore;

②Se il primo lotto/più lotti presentano problemi o il tasso di guasto è elevato, non si può escludere l’influenza dei materiali e dei fattori di progettazione;

⑵Pretrattamento in caso di guasto: se il PCB o il PCBA ha subito una serie di processi di pretrattamento prima che si verifichi il guasto. I pretrattamenti comuni includono la cottura a rifusione, la saldatura a rifusione senza piombo/senza piombo, la saldatura a onda senza piombo/senza piombo e la saldatura manuale, ecc. Se necessario, è necessario saperne di più sui materiali utilizzati in ogni pre-trattamento. -processo di trattamento (pasta saldante, rete d’acciaio, filo di saldatura, ecc.)), attrezzatura (potenza del saldatore, ecc.) e parametri (curva di riflusso, parametri di saldatura ad onda, temperatura di saldatura manuale, ecc.);

(3) Scenari di guasto: le informazioni specifiche quando il PCB o il PCBA si guastano, alcuni sono in fase di pre-elaborazione come il processo di saldatura e assemblaggio, come scarsa saldabilità, delaminazione, ecc.; alcuni sono nel follow-up dell’invecchiamento, dei test o persino del fallimento durante l’uso, come CAF, ECM, burn-in, ecc.; necessità di comprendere in dettaglio il processo di guasto e i relativi parametri;

Analisi PCB/PCBA guasti

In generale, il numero di prodotti falliti è limitato, o addirittura uno solo. Pertanto, l’analisi dei prodotti guasti deve seguire il principio dell’analisi strato per strato dall’esterno all’interno, dal non distruttivo al distruttivo, ed evitare di distruggere prematuramente il sito del guasto:

(1) Osservazione dell’aspetto

L’osservazione dell’aspetto è il primo passo nell’analisi dei prodotti falliti. Attraverso l’aspetto del sito del guasto e in combinazione con le informazioni di base, i tecnici esperti nell’analisi dei guasti possono sostanzialmente determinare diverse possibili cause di guasto e condurre un’analisi di follow-up mirata. Ma va notato che ci sono molti modi per osservare l’aspetto, tra cui l’ispezione visiva, la lente d’ingrandimento portatile, la lente d’ingrandimento da tavolo, lo stereomicroscopio e il microscopio metallurgico. Tuttavia, a causa della differenza di sorgente luminosa, principio di imaging e profondità di osservazione, l’aspetto dell’attrezzatura corrispondente deve essere analizzato in modo completo insieme ai fattori dell’attrezzatura. Evita giudizi affrettati per formare supposizioni soggettive preconcette, portando l’analisi dei guasti nella direzione sbagliata e sprecando preziosi prodotti e analisi non validi. tempo.

(2) Analisi non distruttiva approfondita

Per alcuni guasti, vengono utilizzate solo osservazioni visive e non è possibile raccogliere informazioni sufficienti sui guasti o addirittura non è possibile trovare punti di guasto, come delaminazione, falsa saldatura e apertura interna. Al momento, sono necessari altri metodi di analisi non distruttivi per ulteriore raccolta di informazioni, tra cui rilevamento di difetti a ultrasuoni, RAGGI X 3D, imaging termico a infrarossi, rilevamento della posizione di cortocircuito, ecc.

Nella fase di osservazione dell’aspetto e di analisi non distruttiva, è necessario prestare attenzione alle caratteristiche comuni o opposte tra i diversi prodotti guasti, che possono essere utilizzate come riferimento per i successivi giudizi di fallimento. Dopo aver raccolto informazioni sufficienti nella fase di analisi non distruttiva, è possibile avviare un’analisi di distruzione mirata.

(3) Analisi dei danni

L’analisi della distruzione dei prodotti non riusciti è indispensabile e il passaggio più critico, che spesso determina il successo o il fallimento dell’analisi dei guasti. Esistono molti metodi di analisi della distruzione, come la microscopia elettronica a scansione e l’analisi elementare, il sezionamento orizzontale/verticale, FTIR, ecc., che non sono descritti in questa sezione. In questa fase, il metodo di analisi del guasto è certamente importante, ma più importante è l’intuizione e il giudizio del problema del difetto e una comprensione corretta e chiara della modalità di guasto e del meccanismo di guasto, al fine di trovare la vera causa del guasto.

Analisi PCB a bordo nudo

Quando il tasso di guasto è elevato, è necessario analizzare il PCB della scheda nuda, che può essere utilizzato come supplemento all’analisi della causa del guasto. Quando il motivo del guasto ottenuto nella fase di analisi del prodotto guasto è che un difetto del PCB della scheda nuda provoca un ulteriore fallimento dell’affidabilità, quindi se il PCB della scheda nuda ha lo stesso difetto, dopo lo stesso processo di elaborazione del prodotto guasto, dovrebbe riflettere il stesso La stessa modalità di guasto del prodotto guasto. Se la stessa modalità di guasto non viene riprodotta, può solo significare che l’analisi della causa del prodotto guasto è errata, o quantomeno incompleta.

Test di ricorrenza

Quando il tasso di guasto è molto basso e non è possibile ottenere alcun aiuto dall’analisi del PCB della scheda nuda, è necessario riprodurre i difetti del PCB e riprodurre ulteriormente la modalità di guasto del prodotto guasto, in modo che l’analisi del guasto formi un circuito chiuso.

Di fronte a un numero crescente di guasti nell’affidabilità dei PCB oggi, l’analisi dei guasti fornisce importanti informazioni di prima mano per l’ottimizzazione della progettazione, il miglioramento dei processi e la selezione dei materiali ed è il punto di partenza per la crescita dell’affidabilità. Fin dalla sua istituzione, Xingsen Technology Central Laboratory è stato impegnato nella ricerca nel campo dell’analisi dei guasti di affidabilità. Partendo da questo numero, introdurremo gradualmente la nostra esperienza e casi tipici nell’analisi dei guasti di affidabilità.