Dall’inizio degli anni ‘1950, circuito stampato (PCB) è stato il modulo di costruzione di base dell’imballaggio elettronico, in quanto vettore di vari componenti elettronici e fulcro della trasmissione del segnale del circuito, la sua qualità e affidabilità determinano la qualità e l’affidabilità dell’intero imballaggio elettronico. Con la miniaturizzazione, i requisiti leggeri e multifunzionali dei prodotti elettronici, nonché la promozione di processi senza piombo e senza alogeni, i requisiti per l’affidabilità dei PCB saranno sempre più alti. Pertanto, come individuare rapidamente i problemi di affidabilità del PCB e apportare il corrispondente miglioramento dell’affidabilità è diventato uno dei problemi importanti per le imprese PCB.

Problemi comuni di affidabilità dei PCB e leggende tipiche

Scarsa saldabilità

(Nessuna bagnatura)

Scarsa saldabilità (non bagnabile)

Saldatura virtuale

(Effetto cuscino)

Povero dipendente

Sabbiatura a piastre stratificate

Circuito aperto (foro passante)

Circuito aperto

(Foro cieco laser)

Circuito aperto

Circuito aperto (ICD)

Cortocircuito (CAF)

Cortocircuito (ECM)

Piatto ardente

Tuttavia, nell’analisi dei guasti di problemi pratici di affidabilità, il meccanismo di guasto della stessa modalità di guasto può essere complesso e diversificato. Pertanto, proprio come si indaga su un caso, sono necessari un pensiero analitico corretto, un pensiero logico rigoroso e metodi di analisi diversificati per trovare la vera causa del fallimento. In questo processo, qualsiasi collegamento è leggermente negligente, può causare “caso ingiusto, falso e sbagliato”.

Analisi generale dei problemi di affidabilità Contesto Raccolta di informazioni

Le informazioni di base sono la base dell’analisi dei guasti dei problemi di affidabilità, 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 dietro il guasto dovrebbero essere raccolte il più possibile, di solito includendo ma non limitandosi a:

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

(1) Se il singolo lotto di problemi di produzione di massa o un basso tasso di errore, la possibilità di un controllo anomalo del processo è maggiore;

(2) Se ci sono problemi nel primo lotto/più lotti, o il tasso di fallimento è alto, non si può escludere l’influenza del materiale e dei fattori di progettazione;

(2) Trattamento pre-guasto: se il PCB o il PCBA è stato sottoposto a una serie di procedure di pre-trattamento prima che si verificasse il guasto. Il pretrattamento comune include il riflusso prima della cottura, / saldatura a riflusso senza piombo e/saldatura a cresta d’onda senza piombo e saldatura manuale, ecc., Quando è necessario comprendere in dettaglio tutti i materiali utilizzati nel processo di pretrattamento (come pasta saldante, stencil, filo di saldatura, ecc.), attrezzatura (potenza del saldatore, ecc.) e parametri (curva di flusso e parametri della saldatura ad onda, temperatura di saldatura manuale, ecc.);

(3) Situazione di guasto: le informazioni specifiche quando il PCB o il PCBA si guastano, alcuni dei quali hanno fallito nel processo di pre-lavorazione come saldatura e assemblaggio, come scarsa saldabilità, stratificazione, ecc.; Alcuni sono nel successivo invecchiamento, test e persino uso di guasti, come CAF, ECM, piastra bruciante, ecc.; Comprensione dettagliata del processo di guasto e dei relativi parametri;

Analisi PCB/PCBA guasti

In generale, il numero di prodotti falliti è limitato, o anche solo un pezzo, quindi l’analisi dei prodotti falliti deve seguire il principio dell’analisi strato per strato dall’esterno all’interno, dalla non distruzione alla distruzione, evitando in tutti i modi la distruzione prematura del sito del guasto:

(1) Osservazione dell’aspetto

L’osservazione dell’aspetto è il primo passo dell’analisi del prodotto guasto. Attraverso l’aspetto del sito del guasto e combinato con le informazioni di base, gli ingegneri esperti di analisi dei guasti possono sostanzialmente determinare diverse possibili cause di guasto e condurre di conseguenza un’analisi di follow-up. Tuttavia, va notato che ci sono molti modi per osservare l’aspetto, tra cui la lente d’ingrandimento visiva e portatile, la lente d’ingrandimento da tavolo, il microscopio stereoscopico e il microscopio metallografico. Tuttavia, a causa delle differenze nella sorgente luminosa, nel principio di imaging e nella profondità di campo di osservazione, la morfologia osservata dall’apparecchiatura corrispondente deve essere analizzata in modo completo in base ai fattori dell’apparecchiatura. È vietato esprimere giudizi affrettati e formulare supposizioni soggettive preconcette, che portano alla direzione sbagliata dell’analisi dei guasti e sprecano preziosi prodotti falliti e tempo di analisi.

(2) Analisi non distruttiva approfondita

Per alcuni guasti, l’osservazione dell’aspetto da sola non è in grado di raccogliere informazioni sufficienti sul guasto o non è possibile trovare nemmeno il punto di guasto, come delaminazione, saldatura virtuale e apertura interna, ecc. A questo punto, dovrebbero essere utilizzati altri metodi di analisi non distruttivi per raccogliere ulteriori 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 analisi non distruttiva, è necessario prestare attenzione alle caratteristiche comuni o diverse dei diversi prodotti di guasto, che possono essere utilizzati come riferimento per il successivo giudizio di guasto. Dopo aver raccolto informazioni sufficienti durante la fase di analisi non distruttiva, può iniziare l’analisi mirata dei guasti.

(3) Analisi dei guasti

L’analisi dei guasti è indispensabile ed è il passaggio più critico, spesso determina il successo o il fallimento dell’analisi dei guasti. Esistono molti metodi per l’analisi dei guasti, come la microscopia elettronica a scansione e l’analisi elementare, la sezione orizzontale/verticale, FTIR, ecc., che non verranno descritti in questa sezione. In questa fase, sebbene il metodo di analisi del guasto sia importante, ciò che è più importante è l’intuizione e il giudizio del problema del difetto e la comprensione corretta e chiara della modalità di guasto e del meccanismo di guasto, in modo da trovare la vera causa del guasto.

Analisi PCB a bordo nudo

Quando il tasso di guasto è molto alto, l’analisi del PCB nudo è necessaria come supplemento all’analisi della causa del guasto. Quando il motivo del guasto ottenuto nella fase di analisi è un difetto del PCB a bordo nudo che porta a un ulteriore fallimento dell’affidabilità, quindi se il PCB a bordo nudo ha lo stesso difetto, la stessa modalità di guasto del prodotto guasto dovrebbe riflettersi dopo lo stesso trattamento processo come prodotto fallito. Se la stessa modalità di guasto non viene riprodotta, l’analisi della causa del prodotto guasto è errata o quantomeno incompleta.