Әр түрлі компоненттердің тасымалдаушысы және тізбекті сигнал беру хабі ретінде ПХД электрондық ақпараттық өнімдердің ең маңызды және негізгі бөлігіне айналды, оның сапасы мен сенімділік деңгейі барлық жабдықтың сапасы мен сенімділігін анықтайды. Алайда, шығындар мен техникалық себептерге байланысты ПХД өндірісінде және қолдануда көптеген ақаулар бар.

Мұндай ақаулықтар үшін өндірістегі ПХД сапасы мен сенімділік деңгейін қамтамасыз ету үшін ақауларды талдаудың жиі қолданылатын әдістерін қолдану қажет. Бұл жұмыста сілтеме жасау үшін сәтсіздіктерді талдаудың он әдісі жинақталған.

ПХД бұзылуының механизмі мен себептерін талдау

1. Визуалды тексеру

Сыртқы келбетті тексеру – бұл стереоскопиялық микроскоп, металлографиялық микроскоп немесе тіпті үлкейту әйнегі сияқты кейбір қарапайым құралдарды визуалды тексеру немесе қолдану, ПХД -ның пайда болуын тексеру және істен шыққан бөлшектер мен тиісті заттай дәлелдемелерді табу. Негізгі функция – ақаулықты табу және ПХД -нің істен шығу режимін алдын ала бағалау. Сыртқы келбетті тексеру негізінен ПХД -ның ластануын, коррозияны, тақтаның жарылу орнын, электр сымдарын және істен шығу заңдылығын тексереді, егер ол топтық немесе жеке болса, ол әрқашан белгілі бір аймақта шоғырланған ба, т.б. Сонымен қатар, көптеген PCBS ақаулары PCBA құрастырудан кейін анықталды. Ақаулық құрастыру процесі мен процесте қолданылатын материалдардың әсерінен болды ма, сонымен қатар істен шығу аймағының сипаттамаларын мұқият тексеруді қажет етеді.

2. Рентгендік флюорография

Сыртқы түрін, сондай-ақ ПХД ішін тесік арқылы тексеруге болмайтын бөлшектер мен басқа ішкі ақауларды тексеру үшін рентгендік флюороскопиялық жүйені қолдануға тура келеді. Рентгендік флюороскопия жүйесі-бұл әр түрлі материалдардың қалыңдығының немесе әр түрлі материалдық тығыздығының рентген гигроскопиясының немесе әр түрлі принциптердің бейнеге өткізгіштігінің қолданылуы. Бұл технология PCBA дәнекерлеу қосылыстарындағы ақаулардың орнын тексеру үшін, тығыздығы жоғары қаптамасы бар BGA немесе CSP құрылғыларындағы тесік ақаулары мен ақаулар арқылы қолданылады. Қазіргі уақытта өнеркәсіптік рентгендік флюороскопиялық аппаратураның ажыратымдылығы бір микроннан аз болуы мүмкін және екі өлшемдіден үш өлшемді бейнелеу жабдығына ауысады. Қаптаманы тексеру үшін тіпті бес өлшемді (5D) қондырғылар бар, бірақ бұл 5D рентгендік флюороскопиялық жүйе өте қымбат және өнеркәсіпте практикалық қолданылуы сирек кездеседі.

3. Бөлімді талдау

Бөлшектерді талдау – бұл іріктеу, мозаика, кесу, жылтырату, коррозия, бақылау және әдістер мен қадамдар сериясы арқылы ПХД көлденең қимасының құрылымын алу процесі. ПХД -нің микроқұрылымы туралы мол ақпаратты (тесік, қаптау және т.б. арқылы) кесінділерді талдау арқылы алуға болады, бұл келесі сапаны жақсартуға жақсы негіз береді. Алайда, бұл әдіс деструктивті, тілім жасалғаннан кейін үлгі міндетті түрде жойылады; Сонымен қатар, үлгіге қойылатын талаптардың әдісі жоғары, сынаманы дайындау уақыты да ұзаққа созылады, дайындалған техникалық персоналдың аяқталуы қажет. Толық кесу процедуралары үшін IPC-TM-650 2.1.1 және IPC-MS-810 IPC стандарттарына жүгініңіз.

4. Акустикалық микроскоп

Қазіргі уақытта с-режимді ультрадыбыстық сканерлеу акустикалық микроскопы негізінен электронды орау немесе құрастыру талдауы үшін қолданылады. Ол материалдардың үзіліссіз интерфейсінде жоғары жиілікті ультрадыбыстың шағылуынан пайда болатын амплитуда, фаза және полярлық өзгерістерді қолданады, ал оның сканерлеу режимі-ақпаратты X осінде ZY осінде сканерлеу. Сондықтан сканерлейтін акустикалық микроскопия компоненттердегі, материалдардың, ПХД мен ПХБА -ның әр түрлі ақауларын, оның ішінде жарықтар, деламинация, кірулер мен бос жерлерді анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Дәнекерлеу қосылыстарының ішкі ақауларын сканерлеу акустикасының жиілік ені жеткілікті болған жағдайда да тікелей анықтауға болады. Түсті қызыл ескертудегі сканерлейтін акустикалық кескіннің ақаулары бар, себебі SMT процесінде пайдаланылатын пластмассадан жасалған орауыш компоненттерінің көп мөлшері қорғасынсыз технологиялық процесте, ылғалдың ағып кетуіне сезімтал проблемалардың көптігінде, атап айтқанда ұнтақ жабу қондырғыларының ылғалды сіңіруі жоғары температурада болады, қайта ағу процесі қорғасынсыз жүреді немесе субстрат қабатының жарылу құбылысы жүреді, Қорғасынсыз процестің жоғары температурасы кезінде қарапайым ПХД жиі тақта құбылысын жарып жібереді. Бұл кезде сканерлік акустикалық микроскоп көп қабатты жоғары тығыздықтағы ПХД-ны бұзбай анықтаудың ерекше артықшылығын көрсетеді. Жалпы айқын жарылған пластинаны визуалды тексеру арқылы анықтауға болады.

5. Микро инфрақызыл талдау

Микро инфрақызыл талдау – бұл инфрақызыл спектроскопия, микроскопты талдау әдісімен біріктірілген, инфрақызыл спектрді сіңіру принципі бойынша әр түрлі материалдарды (негізінен органикалық заттарды) қолданады, микроскоппен байланысқан кезде көрінетін жарық пен инфрақызыл сәулені жасай алатын материалдардың қосындысын талдайды. жарық жолымен, көру аймағының астында органикалық ластаушы заттардың ізін іздеуге болады. Микроскоп болмаған жағдайда инфрақызыл спектроскопия әдетте тек үлкен үлгілерді талдай алады. Көптеген жағдайларда электронды процесте микробтардың ластануы ПХД табанының немесе қорғасын штырының дәнекерлеу қабілетінің нашарлауына әкелуі мүмкін. Микроскоптың сәйкес келетін инфрақызыл спектрінсіз технологиялық мәселені шешу қиын деп елестетуге болады. Микроскопиялық инфрақызыл талдаудың негізгі қолданылуы – дәнекерлеу бетіндегі немесе дәнекерлеу бетіндегі органикалық ластаушы заттарды талдау және коррозияның немесе дәнекерліктің нашар болу себептерін талдау.

6. Электронды микроскопиялық анализ

Сканерлейтін электронды микроскоп (SEM)-ақауларды талдауға арналған ең ауқымды электронды микроскопиялық бейнелеу жүйелерінің бірі. Оның жұмыс принципі – анодпен үдетілген катодтан шығарылатын электронды сәулені фокустау арқылы диаметрі ондағаннан мыңға дейінгі (А) электронды сәулені қалыптастыру. Сканерлеу катушкасының ауытқуы әсерінен, Электрондық сәуле белгілі бір уақыт пен кеңістік тәртібінде үлгі нүктесінің бетін нүктеден сканерлейді. Үлкен энергиялы электронды сәуле үлгінің бетін бомбалайды және әр түрлі ақпаратты шығарады, оны дисплей экранында сәйкес графиканы алу үшін жинауға және көбейтуге болады. Қозған екіншілік электрондар үлгі бетінде 5 ~ 10нм диапазонында пайда болады. Сондықтан екіншілік электрондар үлгінің беттік топографиясын жақсы көрсете алады, сондықтан олар көбінесе морфологиялық бақылау үшін қолданылады. Артқы таралған электрондар үлгі бетінде 100 ~ 1000нм диапазонында шығарылады және олар заттың атомдық санының айырмашылығымен әр түрлі сипаттамалар шығарады. Демек, электронды суреттің артқы жағында орналасқан морфологиялық сипаттамалары мен атомдық нөмірлерді ажырату қабілеті бар, сондықтан электронды суреттің кері таралуы химиялық элементтердің таралуын көрсете алады. Қазіргі сканерлейтін электронды микроскоп өте күшті болды, кез келген ұсақ құрылымды немесе беттік ерекшеліктерді бақылау мен талдау үшін жүздеген мың есе үлкейтуге болады.

ПХД немесе дәнекер қосылыстарының бұзылуын талдау кезінде SEM негізінен ақаулық механизмін талдау үшін қолданылады, атап айтқанда, жастықшаның үстіңгі морфологиялық құрылымын, дәнекерленген қосылыстың металлографиялық құрылымын, металаралық қосылыстарды өлшеуді, дәнекерленген жабын талдауы мен қалайы талдануы керек. өлшенеді. Оптикалық микроскоптан өзгеше, сканерлейтін электронды микроскоп электронды кескіндерді шығарады, сондықтан оның тек қара және ақ түстері болады. Сонымен қатар, сканерлейтін электронды микроскоптың үлгісі электр энергиясын өткізу үшін қажет, ал өткізбейтін және жартылай өткізгіштің бір бөлігі алтынмен немесе көміртегімен шашыратылуы керек, әйтпесе заряд сынаманың бетіне жиналып, үлгіні бақылауға әсер етеді. . Сонымен қатар, сканерлейтін электронды микроскоп кескінінің өріс тереңдігі оптикалық микроскопқа қарағанда әлдеқайда үлкен, бұл металлографиялық құрылымды, микроскопиялық сынуды және қалайы мұртты талдаудың маңызды әдісі болып табылады.

7. Рентгендік энергия спектрін талдау

Жоғарыда аталған электронды микроскопия әдетте рентгендік энергия спектрометрімен жабдықталған. Жоғары энергиялы электронды сәуле бетке тигенде, атомдардағы ішкі электрондардың беттік материалы бомбаланады, сыртқы электрондар энергияның төмен деңгейіне ауысады, тән рентген сәулесін, әр түрлі элементтердің атомдық энергия деңгейінің айырмашылығын тудырады. әр түрлі, сондықтан химиялық құрамды талдау ретінде рентгендік сипаттамалардың үлгісін жібере алады. Бұл ретте рентгендік сигналды анықтаудың толқын ұзындығына немесе сипаттамалық энергиясына сәйкес сәйкес аспаптар сәйкесінше спектрлік дисперсиялық спектрометр (WDS қысқаша) және энергия дисперсиялық спектрометр (EDS қысқаша) деп аталады. Спектрометрдің ажыратымдылығы энергетикалық спектрометрге қарағанда жоғары, ал энергия спектрометрінің талдау жылдамдығы энергетикалық спектрометрге қарағанда жоғары. Энергия спектрометрлерінің жылдамдығы жоғары және бағасы төмен болғандықтан, жалпы СКАННАУ электронды микроскопиясы энергия спектрометрлерімен жабдықталған.

Электрондық сәуленің сканерлеу режимі әр түрлі болғанда, энергия спектрометрі беттің нүктесін, түзуін және жазықтығын талдай алады және элементтердің әр түрлі таралуы туралы ақпаратты алады.Нүктелік талдау нүктенің барлық элементтерін береді; Сызықты талдау әр жолы бір элементті талдау орындалады, ал барлық элементтердің жолдық таралуы бірнеше рет сканерлеу арқылы алынады. Беттік талдау Берілген беттегі барлық элементтерді талдау. Өлшенетін элемент мазмұны – беттік өлшеулер диапазонының орташа мәні.

ПХД талдауында энергия дисперсті спектрометр негізінен жастықшаның беткі қабатын талдау үшін, ал дәнекерлеу қабілеті нашар жастық пен қорғасын түйреуішінің бетіндегі ластаушы заттарды талдау үшін қолданылады. Энергетикалық спектрометрдің сандық талдау дәлдігі шектеулі, ал мазмұнын 0.1% -дан төмен анықтау әдетте оңай емес. Энергетикалық спектр мен SEM комбинациясы бір мезгілде беттік морфология мен құрам туралы ақпаратты ала алады, бұл олардың кеңінен қолданылуының себебі.

8. Фотоэлектронды спектроскопия (XPS) талдауы

Рентген сәулеленуінен алынған үлгілер, атомның ішкі қабық электрондарының беті ядроның байланысынан және қатты беттің түзілуінен қашып кетеді, оның кинетикалық энергиясын өлшейді Ex, атомның ішкі қабық электрондары байланыс энергиясын алуға болады. Eb, Eb әр түрлі элементтерден және әр түрлі электронды қабықтан ерекшеленеді, бұл атомды сәйкестендіру параметрлерінің «саусақ іздері», спектрлік сызықтың түзілуі – фотоэлектрондық спектроскопия (XPS). XPS үлгі бетінің таяз бетіндегі (бірнеше нанометрлік) элементтерді сапалы және сандық талдау үшін қолданыла алады. Сонымен қатар, элементтердің химиялық валенттілік күйлері туралы ақпаратты байланыс энергиясының химиялық ығысуынан алуға болады. Ол беткі қабаттың валенттілік күйі мен қоршаған элементтер арасындағы байланыс туралы ақпарат бере алады. Жарық сәулесі-бұл рентгендік фотонды сәуле, сондықтан талданатын үлгіге зақым келтірместен, оқшаулау сынамасын жүргізуге болады; Көпқабатты энергияның спектріне (EDS) қарағанда әлдеқайда жоғары сезімталдықпен аргон -ионды аршу арқылы (төмендегі жағдайды қараңыз) бойлық талдауға болады. XPS негізінен дәнекерлеуге жарамсыздықтың терең себебін анықтау үшін ПХД жабынының сапасын талдау, ластануды талдау және тотығу дәрежесін талдау кезінде қолданылады.

9. Дифференциалды сканерлеу калориялы

Бағдарламаланған температуралық бақылау кезінде температураның (немесе уақыттың) функциясы ретінде зат пен эталондық зат арасындағы қуат кірісінің айырмашылығын өлшеу әдісі. DSC үлгідегі және эталондық контейнердің астындағы компенсациялық жылытқыш сымның екі тобымен жабдықталған, бұл жағдайда жылу эффектісі мен эталондық температураның айырмашылығына байланысты δ T, жылу дифференциалды күшейткіш тізбегі мен дифференциалды жылу компенсациясы күшейткіші арқылы. қыздыру сымына өтетін ток өзгереді.

Температураның айырмашылығы δ T жоғалады, ал электрлік компенсацияланған екі үлгі мен температура (немесе уақыт) бар эталондық материалдың жылу қуатының айырмашылығы арасындағы байланыс жазылады. Осы қатынасқа сәйкес материалдың физико -химиялық және термодинамикалық қасиеттерін зерттеуге және талдауға болады. DSC ПХД талдауында кеңінен қолданылады, бірақ негізінен ПХД мен шыны күйінің трансформациялану температурасында қолданылатын әр түрлі полимерлі материалдардың қатаю дәрежесін өлшеу үшін қолданылады, бұл екі параметр ПХД сенімділігін келесі процесте анықтайды.

10. Термомеханикалық анализатор (TMA)

Жылулық механикалық талдау температуралық немесе механикалық әсерлердің әсерінен қатты, сұйық және гельдің деформациялану қасиеттерін өлшеу үшін қолданылады. Жиі қолданылатын жүктеу әдістеріне қысу, түйреуіштерді салу, созу, иілу және т.б. Сынақ зонды консольдық пучка мен бұрандалы серіппелі тірекке бекітілген жүктеменің қозғалтқышы арқылы, үлгі деформациясы пайда болған кезде, өзгерісті анықтау үшін дифференциалды трансформатордан және температураны, кернеуді және деформация сияқты деректерді өңдеуден тұрады. материалды температураның (немесе уақыттың) жүктеме деформациясының шамалы байланысы кезінде алуға болады. Деформация мен температураның (немесе уақыттың) байланысына сәйкес материалдардың физико -химиялық және термодинамикалық қасиеттерін зерттеуге және талдауға болады. TMA ПХД талдауда кеңінен қолданылады және негізінен ПХД екі маңызды параметрін өлшеуде қолданылады: сызықтық кеңею коэффициенті мен шыны ауысу температурасы. Кеңейту коэффициенті тым жоғары ПХД көбінесе дәнекерлеу мен құрастырудан кейін металлдалған тесіктердің сынуына әкеледі.