PCBの信頼性の問題と事例の詳細な分析

1950年代初頭以来、 プリント回路基板 （PCB）は、さまざまな電子部品のキャリアおよび回路信号伝送のハブとして、電子パッケージの基本的な構築モジュールであり、その品質と信頼性が電子パッケージ全体の品質と信頼性を決定します。電子製品の小型化、軽量化、多機能要件、および鉛フリーおよびハロゲンフリープロセスの推進により、PCBの信頼性に対する要件はますます高まっています。したがって、PCBの信頼性の問題を迅速に特定し、それに対応する信頼性の向上を実現する方法は、PCB企業にとって重要な問題のXNUMXつになっています。

一般的なPCBの信頼性の問題と典型的な凡例

はんだ付け性が悪い

（濡れなし）

はんだ付け性が悪い（濡れない）

仮想溶接

（枕効果）

依存度が低い

レイヤードプレートブラスト

開回路（スルーホール）

開放回路

（レーザー止まり穴）

開放回路

開回路（ICD）

短絡（CAF）

短絡（ECM）

バーニングプレート

ただし、実際の信頼性問題の故障解析では、同じ故障モードの故障メカニズムは複雑で多様である可能性があります。したがって、実際の故障原因を見つけるには、ケースを調査するのと同じように、正しい分析的思考、厳密な論理的思考、および多様な分析方法が必要です。このプロセスでは、リンクがわずかに過失であり、「不当、虚偽、および間違ったケース」を引き起こす可能性があります。

信頼性問題の一般的な分析背景情報収集

背景情報は、信頼性の問題の障害分析の基礎であり、後続のすべての障害分析の傾向に直接影響し、最終的なメカニズムの決定に決定的な影響を及ぼします。したがって、障害分析の前に、障害の背後にある情報を可能な限り収集する必要があります。通常、以下が含まれますが、これらに限定されません。

（1）故障範囲：故障バッチ情報と対応する故障率

（1）大量生産の問題の単一のバッチ、または低い故障率の場合、異常なプロセス制御の可能性が高くなります。

（2）最初のバッチ/複数のバッチに問題がある場合、または故障率が高い場合、材料および設計要因の影響を排除することはできません。

（2）故障前処理：PCBまたはPCBAが故障が発生する前に一連の前処理手順を経たかどうか。一般的な前処理には、前処理プロセスで使用されるすべての材料（はんだペースト、ステンシル、はんだワイヤーなど）、機器（はんだごて力など）、パラメータ（フローカーブとウェーブはんだ付けのパラメータ、手はんだ付け温度など）情報。

（3）故障状況：PCBまたはPCBAが故障した場合の特定の情報。溶接や組み立てなどの前処理プロセスで、はんだ付け性の低下や層化などの一部が故障した場合。 CAF、ECM、バーニングプレートなど、一部はその後の経年劣化、テスト、さらには故障の使用にあります。故障プロセスと関連パラメータの詳細な理解。

PCB / PCBA分析の失敗

一般的に言えば、故障品の数は限られているか、XNUMXつしかないため、故障品の分析は、非破壊から破壊まで、外側から内側への層ごとの分析の原則に従う必要があります。障害サイトの：

（1）外観観察

外観観察は、故障製品分析の最初のステップです。経験豊富な故障解析エンジニアは、故障箇所の外観と背景情報を組み合わせることで、基本的に故障の考えられるいくつかの原因を特定し、それに応じて追跡分析を行うことができます。ただし、外観を観察するには、視覚的な手持ち式拡大鏡、デスクトップ拡大鏡、実体顕微鏡、金属組織顕微鏡など、さまざまな方法があることに注意してください。ただし、光源、イメージング原理、被写界深度の違いにより、対応する機器で観察される形態は、機器の要因に基づいて包括的に分析する必要があります。急いで判断し、先入観のある主観的な当て推量を形成することは禁じられています。これは、故障分析の方向を誤っ、貴重な故障製品と分析時間を浪費します。

（2）詳細な非破壊分析

一部の故障については、外観観察だけでは十分な故障情報を収集できないか、層間剥離、仮想溶接、内部開口部などの故障点さえ見つけることができません。現時点では、他の非破壊分析方法を使用して超音波欠陥検出、3D X線、赤外線熱画像、短絡位置検出などを含む詳細情報を収集します。

外観観察および非破壊分析の段階では、さまざまな故障製品の共通または異なる特性に注意を払う必要があります。これは、その後の故障判断の参照に使用できます。非破壊分析フェーズで十分な情報が収集された後、対象を絞った障害分析を開始できます。

（3）故障解析

障害分析は不可欠であり、最も重要なステップであり、多くの場合、障害分析の成功または失敗を決定します。走査型電子顕微鏡および元素分析、水平/垂直断面、FTIRなど、故障解析には多くの方法がありますが、このセクションでは説明しません。この段階では、故障解析方法は重要ですが、より重要なのは、故障の本当の原因を見つけるために、欠陥問題の洞察と判断、および故障モードと故障メカニズムの正確で明確な理解です。

ベアボードPCB分析

故障率が非常に高い場合は、故障原因分析の補足としてベアPCBの分析が必要です。解析段階で得られた故障理由が、さらなる信頼性故障につながるベアボードPCBの欠陥である場合、ベアボードPCBに同じ欠陥がある場合、故障した製品と同じ故障モードを同じ処理後に反映する必要があります。失敗した製品として処理します。同じ故障モードが再現されない場合は、故障した製品の原因分析が間違っているか、少なくとも不完全です。