Wekî hilgirê hêmanên cihêreng û navenda veguheztina îşaretê ya dorpêçê, PCB bûye beşa herî girîng û sereke ya hilberên agahdariya elektronîkî, asta jêhatîbûn û pêbaweriya wê kalîte û pêbaweriya tevahiya alavê diyar dike. Lêbelê, ji ber lêçûn û sedemên teknîkî, di hilberîn û serîlêdana PCB de gelek pirsgirêkên têkçûnê hene.

Ji bo vê celebê pirsgirêka têkçûnê, pêdivî ye ku em hin teknîkên analîzkirina têkçûnê yên ku bi gelemperî têne bikar anîn bikar bînin da ku di hilberînê de asta kalîte û pêbaweriya PCB -ê piştrast bikin. Vê kaxezê ji bo referansê deh teknîkên analîzkirina têkçûnê kurt dike.

Mekanîzma û sedema analîzkirina têkçûna PCB

1. Kontrolkirina dîtbar

Teftîşa xuyangê ev e ku meriv hin alavên hêsan, wek mînak mîkroskopa stereoskopîk, mîkroskopa metallografîk an tewra mezinkirinê, bi dîtbarî teftîş bike an bikar bîne, da ku xuyanga PCB -ê kontrol bike û perçeyên têkçûyî û delîlên laşî yên têkildar bibîne. Fonksiyona sereke ev e ku meriv xeletiyê bibîne û pêşî li awayê têkçûna PCB -yê bide. Teftîşa xuyangê bi piranî qirêjiya PCB, korozyon, cîhê teqîna tabloyê, têlên perçeyê û birêkûpêkiya têkçûnê kontrol dike, ger ew kom an kesane be, gelo ew her gav li deverek diyarkirî ye, hwd. In addition, the failure of many PCBS was discovered after the assembly of PCBA. Whether the failure was caused by the influence of the assembly process and materials used in the process also requires careful examination of the characteristics of the failure area.

2. X-ray fluoroscopy

Ji bo hin beşên ku ji hêla xuyangê ve nayê kontrol kirin, û hem jî hundurê PCB-ê bi qulikê û kêmasiyên din ên hundurîn, pêdivî ye ku em pergala fluoroskopiya X-ray bikar bînin da ku kontrol bikin. Pergala fluoroskopiya tîrêjê karanîna qalindiya materyalê ya cihêreng an dendika cûda ya hîgroskopiya tîrêjê X an veguheztina prensîbên cihêreng ji bo wênegiriyê ye. Ev teknolojî pirtir tête bikar anîn da ku cîhê kêmasiyên di zencîreyên solder PCBA de, bi navgîniya xeletî û kêmasiyên di cîhazên BGA an CSP de bi pakkirina qelewiya bilind ve were kontrol kirin. At present, the resolution of industrial X-ray fluoroscopy equipment can reach less than one micron, and is changing from two dimensional to three dimensional imaging equipment. There are even five dimensional (5D) equipment used for packaging inspection, but this 5D X-ray fluoroscopy system is very expensive, and rarely has practical application in the industry.

3. Analîza beşê

Analîzkirina perçeyê pêvajoya bidestxistina struktura beşê xaçerêya PCB -ê ye bi mînakkirin, Mozaîk, perçê, polandin, korozyon, çavdêrîkirin û rêze metod û gavan. Abundant information about the microstructure of PCB (through hole, coating, etc.) can be obtained by slice analysis, which provides a good basis for the next quality improvement. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Di heman demê de, rêbaza hewcedariyên nimûneyê pir in, dema amadekirina nimûneyê jî dirêj e, hewcedariya karmendên teknîkî yên perwerdekirî ku bêne temam kirin. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Mîkroskopa akustîkî ya şehkirinê

At present, c-mode ultrasonic scanning acoustic microscope is mainly used for electronic packaging or assembly analysis. It makes use of the amplitude, phase and polarity changes generated by the reflection of high-frequency ultrasound on the discontinuous interface of materials to image, and its scanning mode is to scan the information in the X-Y plane along the Z-axis. Therefore, scanning acoustic microscopy can be used to detect various defects, including cracks, delamination, inclusions, and voids, in components, materials, and PCB and PCBA. Internal defects of solder joints can also be directly detected if the frequency width of scanning acoustics is sufficient. Of a typical scanning acoustic image in color red alert said defects exist, because a large amount of plastic packaging components used in SMT process, by a lead into the process of lead-free technology, a large number of moisture reflow sensitive problem, namely the moisture absorption of powder coating devices will be at a higher temperature reflow lead-free process occurs within or substrate layer cracking phenomenon, Under the high temperature of lead-free process, common PCB will often burst board phenomenon. Di vê nuqteyê de, mîkroskopa akustîkî ya şehkirinê di tespîtkirina ne-hilweşîner a PCB-ya bi pir-tehlûkeya pir-tebeqeyê de avantaja xweya taybetî destnîşan dike. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Analîziya mîkro -infrared

Analîza mîkro -infrared ew e ku spektroskopiya infrared bi metoda analîzê ya mîkroskopê re têkildar be, ew li ser prensîba vegirtina tîrêjê infrared materyalên cihêreng (bi gelemperî madeya organîk) bikar tîne, analîzkirina berhevoka hêmanan, bi mîkroskopê re dikare ronahiya xuyang û ronahiya infrared bi riya ronahiyê, heya ku di binê qada dîtbarî de be, dikare li analîzên şopên qirêjkerên organîk bigere. Di nebûna mîkroskopek de, spektroskopiya infrared bi gelemperî dikare tenê nimûneyên mezin analîz bike. In many cases, trace pollution in electronic process can lead to poor weldability of PCB pad or lead pin. It can be imagined that it is difficult to solve the process problem without the matching infrared spectrum of microscope. The main use of microscopic infrared analysis is to analyze the organic pollutants on the welding surface or solder spot surface, and analyze the causes of corrosion or poor solderability.

6. Analîza mîkroskopiya elektronê şehkirin

Mîkroskopa elektronê ya şehkirinê (SEM) yek ji wan pergalên wênesaziya mîkroskopî yên elektronîkî yên ji bo analîzkirina têkçûnê ye. Prensîba xebata wê ev e ku tîrêjek elektronê bi dirêjahiya deh û hezaran angstrom (A) pêk bîne û balê bikişîne ser tîrêja elektronê ya ku ji katodê ku ji hêla anodê ve zûtir dibe. Di bin çalakiya vereşandina kulîna şehkirinê de, Tîrêjê elektronê rûbera nimûneyê xal bi xal di rêzek dem û cîhê diyarkirî de vedikole. Tîrêjên elektronê yên bi enerjiya bilind rûxara nimûneyê bombebaran dike û cûrbecûr agahdarî çêdike, ku dikare were berhev kirin û zêde kirin da ku li ser dîmendera dîmenderê grafîkên cihêreng ên têkildar bistînin. The excited secondary electrons are generated within the range of 5 ~ 10nm on the surface of the sample. Therefore, the secondary electrons can better reflect the surface topography of the sample, so they are most commonly used for morphology observation. Elektronên paşverû yên dilşikestî di navbêna 100 ~ 1000nm de li ser rûyê mînakê têne hilberandin, û ew bi cûdahiya jimara atomî ya madeyê re taybetmendiyên cihêreng diweşînin. Ji ber vê yekê, wêneya elektronê ya paşverû xwedî taybetmendiyên morfolojîkî û jêhatîbûna cihêrengiya hejmara atomî ye, û ji ber vê yekê, wêneya elektronê ya paşvekirî dikare belavkirina hêmanên kîmyewî nîşan bide. Mîkroskopa elektronê ya lêkdanê ya heyî pir bi hêz bûye, her avahiyek xweş an taybetmendiyên rûerdê ji bo çavdêrî û analîzê bi sed hezaran carî têne mezinkirin.

In PCB or solder joint failure analysis, SEM is mainly used for failure mechanism analysis, specifically, is used to observe the surface morphology structure of the pad, solder joint metallographic structure, measurement of intermetallic compounds, solderable coating analysis and tin must be analyzed and measured. Different from the optical microscope, the scanning electron microscope produces electronic images, so it has only black and white colors. Moreover, the sample of the scanning electron microscope is required to conduct electricity, and the non-conductor and part of the semiconductor need to be sprayed with gold or carbon, otherwise the charge will gather on the surface of the sample and affect the sample observation. Digel vê yekê, kûrahiya qada wêneya mîkroskopa elektronê ya şehkirinê ji ya mîkroskopa optîkî pir mezintir e, ku ji bo analîzkirina avahiya metallografîk, şikestina mîkroskopîk û tûjên tûncê rêbazek girîng e.

7. X-ray energy spectrum analysis

Mîkroskopiya elektronê ya şanenavkirî ya li jor bi gelemperî bi spektrometrekî enerjiya X-ray tê saz kirin. When the high-energy electron beam hit the surface, the surface material of the inner electrons in the atoms are bombarded escape, outer electrons to low energy level transition will inspire characteristic X ray, atomic energy level difference of different elements from different characteristic X ray is different, therefore, can send sample of the characteristics of X-ray as chemical composition analysis. Di heman demê de, amûrên pêwendîdar bi rêzê ve wekî spektrometra belavbûna spekromê (bi kurtî WDS) û spektrometra belavbûna enerjiyê (bi kurtî EDS) wekî dirêjahiya pêlê an enerjiya taybetmendiya tespîta îşareta X-ray têne navandin. Çareseriya spektrometerê ji ya spektrometra enerjiyê bilindtir e, û leza analîzê ya spektrometra enerjiyê ji ya spektrometra enerjiyê zûtir e. Ji ber leza zêde û lêçûna kêm a spektrometrên enerjiyê, mîkroskopa elektronîkî ya ANANDN general ya gelemperî bi spektrometrên enerjiyê ve tê saz kirin.

Bi şêwaza cûrbecûr şehkirina tîrêjê elektronê, spektrometra enerjiyê dikare xal, xet û balafira rûerdê analîz bike, û agahdariya dabeşkirina cihêreng a hêmanan bigire.Point analysis yields all elements of a point; Analîza xetê Analîzek hêmanek her carê li ser xêzek diyarkirî tê kirin, û dabeşkirina xetê ya hemî hêmanan bi şehkirina pirjimar tê wergirtin. Analîza rûerdê Analîza hemû hêmanên di rûberek diyarkirî de. Naveroka hêmana pîvandî navînî ya pîvana rûerdê ye.

In the analysis of PCB, energy dispersive spectrometer is mainly used for the composition analysis of pad surface, and the elemental analysis of contaminants on the surface of pad and lead pin with poor solderability. Rastiya analîzên hejmarî ya spektrometra enerjiyê tixûbdar e, û naveroka ku ji% 0.1 kêmtir e bi gelemperî ne hêsan e ku were kifş kirin. Kombînasyona tîrêjê enerjiyê û SEM dikare agahdariya morfolojî û berhevoka rûkê bi hevdû re bistîne, ev sedem e ku ew pir têne bikar anîn.

8. Spektroskopiya fotoelektron (XPS) analîz

Nimûneyên bi tîrêjên tîrêjê X, rûyê elektronên hundurîn ên atomê dê ji girêdana nukleer û rûkala hişk bireve, pîvana enerjiya wê ya kinetîkî Ex Eb, Eb ji hêmanên cihêreng û şêlê elektronê cûda cûda dibe, ew “şopa tiliyan” a parametreyên nasnameya atomê ye, damezrandina xêza spektral spektroskopiya fotoelektronî (XPS) ye. XPS dikare ji bo analîzên hêja û hejmarî yên hêmanên li ser rûkalê kûr (çend nanometre) ya rûkalê mînak were bikar anîn. Digel vê yekê, agahdariya di derheqê hêjahiyên kîmyewî yên hêmanan de dikare ji guheztinên kîmyewî yên enerjiya girêdanê were wergirtin. Ew dikare agahdariya girêdana di navbera rewşa valensiya tebeqeya rûvî û hêmanên derdorê de bide. The incident beam is X-ray photon beam, so insulation sample analysis can be carried out, without damaging the analyzed sample rapid multi-element analysis; Pirrjimar jî dikarin bi dirêjahiya tîrêjkirina argona ionê ve bêne analîz kirin (li mesela jêrîn binihêrin) bi hesasiyeteke pir mezintir ji spekala enerjiyê (EDS). XPS bi piranî di analîzkirina analîzên kalîteya kincê PCB, analîzkirina qirêjî û analîza pileya oksîdasyonê de tête bikar anîn, da ku sedema kûr a weldability belengaz diyar bike.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Rêbaza pîvana cûdahiya ketina hêzê ya di navbera madeyek û naverokek referansê de wekî fonksiyona germê (an dem) di bin kontrola germahiya bernamekirî de. DSC is equipped with two groups of compensation heating wire under the sample and reference container, when the sample in the heating process due to the thermal effect and reference temperature difference δ T, through the differential heat amplifier circuit and differential heat compensation amplifier, so that the current flowing into the compensation heating wire changes.

The temperature difference δ T disappears, and the relationship between the difference of the thermal power of the two electrically compensated samples and the reference material with temperature (or time) is recorded. According to this relationship, the physicochemical and thermodynamic properties of the material can be studied and analyzed. DSC is widely used in PCB analysis, but is mainly used to measure the curing degree of various polymer materials used in PCB and glass state transformation temperature, these two parameters determine the reliability of PCB in the subsequent process.

10. Thermomechanical analyzer (TMA)

Thermal Mechanical Analysis is used to measure the deformation properties of solids, liquids and gels under Thermal or Mechanical forces under programmed temperature control. Commonly used load methods include compression, pin insertion, stretching, bending, etc. Lêpirsîna testê li ser tîrêjê kanîyê û piştgiriya biharê ya helîkopterê, bi motora barkirina sepandî, dema ku deformasyona nimûneyê çêdibe, veguherînerek cihêreng ku guherînê tespît dike pêk tê, û digel danûstendina daneyê, mînakî germahî, stres û stresê piştî materyal dikare di bin têkiliyên deformasyona barkirinê ya nekêşbar de bi germê (an dem) re were wergirtin. Li gorî têkiliya di navbera deformasyon û germahiyê (an dem) de, taybetmendiyên fîzîkokîmyayî û termodînamîkî yên materyalan dikarin bêne xwendin û analîz kirin. TMA di analîza PCB -ê de pir tête bikar anîn û bi piranî di pîvandina du parametreyên herî krîtîk ên PCB -ê de tê bikar anîn: hevahengiya berfirehbûna xêzik û germahiya derbasbûna camê. PCB -ya ku bi hejmar berfirehkirina pir mezin pirî caran dibe sedema şikestina kunên metalîkirî piştî welding û kombûnê.