Ар кандай компоненттердин ташуучусу жана райондук сигналды берүү борбору катары, PCB электрондук маалымат продуктуларынын эң маанилүү жана негизги бөлүгү болуп калды, анын сапаты жана ишенимдүүлүгү бардык жабдуулардын сапатын жана ишенимдүүлүгүн аныктайт. Бирок, наркына жана техникалык себептерден улам, ПХБ өндүрүү жана колдонуу боюнча көптөгөн көйгөйлөр бар.

Мындай ийгиликсиздик көйгөйү үчүн, өндүрүштөгү ПХБнын сапатын жана ишенимдүүлүгүн камсыз кылуу үчүн кээде кеңири колдонулган ийгиликсиздикти талдоо ыкмаларын колдонуу керек. Бул кагаз шилтеме үчүн он ийгиликсиздикти талдоо ыкмаларын жалпылайт.

ПХБнын иштебей калышынын механизми жана себеп анализи

1. Визуалдык текшерүү

Көрүнүштү текшерүү – бул ПСБнын көрүнүшүн текшерүү жана иштебеген бөлүктөрдү жана тиешелүү физикалык далилдерди табуу үчүн стереоскопиялык микроскоп, металлографиялык микроскоп же лупа сыяктуу кээ бир жөнөкөй инструменттерди визуалдык түрдө текшерүү же колдонуу. Негизги функция – катаны табуу жана алдын ала ПХБнын иштебей калуу режимин соттоо. Көрүнүштү текшерүү негизинен ПХБнын булгануусун, коррозиясын, тактанын жарылуусун, электр өткөргүчтөрүн жана үзгүлтүксүздүгүн текшерет, эгерде ал партия же жеке болсо, ал дайыма белгилүү бир жерге топтолгонбу ж. 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. Рентген флюроскопиясы

Сырткы көрүнүшү менен, ошондой эле ПХБнын ички тешиги жана башка ички кемчиликтери менен текшерилбей турган бөлүктөрү үчүн, текшерүү үчүн рентген флюроскопиялык системаны колдонууга туура келет. Рентгендик флюроскопия системасы-бул ар кандай материалдык калыңдыкты же ар кандай материалдык тыгыздыкты рентген гигроскоптуулугун же ар кандай принциптердин өткөрүүгө тартуусун колдонуу. Бул технология көбүрөөк тыгыздыгы таңгакталган BGA же CSP түзмөктөрүндөгү тешик кемчиликтери жана кемчиликтери аркылуу PCBA ширетүүчү түйүндөрүндөгү кемчиликтердин ордун текшерүү үчүн көбүрөөк колдонулат. 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. Бөлүмдүн анализи

Кесилген анализ – бул PCB кесилишинин үлгүсүн алуу, Мозаика, тилим, жылтыроо, коррозия, байкоо жана бир катар ыкмалар жана кадамдар аркылуу алуу процесси. 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; Ошол эле учурда, үлгү талаптарынын ыкмасы жогору, үлгүнү даярдоо убактысы да узун, аяктоо үчүн даярдалган техникалык персоналга муктаждык бар. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Акустикалык микроскоп

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. Бул учурда, сканерлөөчү акустикалык микроскоп көп катмарлуу жогорку тыгыздыктагы ПХБны бузбай аныктоодо анын өзгөчө артыкчылыгын көрсөтөт. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Микро инфракызыл анализ

Микро инфракызыл анализ микроскоптук анализ ыкмасы менен айкалышкан инфракызыл спектроскопия болуп саналат, ал инфрақызыл спектрдин жутулушу принциби боюнча ар кандай материалдарды (негизинен органикалык заттарды) колдонот, материалдардын татаал курамын анализдеп, микроскоп менен биригип көрүнүүчү жарыкты жана инфракызыл жарыкты жасай алат. жарык жолу менен, визуалдык талаанын астында турганда, органикалык булгоочу заттардын микроорганизмдеринин анализин издей аласыз. Микроскоп жок болгон учурда инфракызыл спектроскопия көбүнчө чоң үлгүлөрдү гана анализдей алат. 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. Электрондук микроскопиялык анализ

Электрондук микроскоп сканерлөө (SEM)-каталарды анализдөө үчүн эң пайдалуу масштабдуу электрондук микроскопиялык иштетүүчү системалардын бири. Анын иштөө принциби – анод менен тездетилген катоддон чыккан электрон нурун фокустоо менен диаметри ондогон миңдеген ангстромдорго (A) ээ болгон электрондук нурду түзүү. Сканерлөө катушкасынын бурулушунун таасири астында, Электр нуру белгилүү бир убакыт жана мейкиндик иретинде үлгү чекитинин бетин сканерлейт. Жогорку энергиялуу электрон нуру үлгүнүн бетин бомбалайт жана дисплей экранында ар кандай тиешелүү графиктерди алуу үчүн чогултулуп жана күчөтүлө турган ар кандай маалыматты пайда кылат. 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. Толкунданган backscattered электрондор үлгүнүн бетинде 100 ~ 1000nm диапазонунда жаратылган, жана алар заттын атомдук санынын айырмасы менен ар кандай мүнөздөмөлөрдү чыгарат. Демек, артка чачыраган электрондук сүрөт морфологиялык мүнөздөмөлөргө жана атомдук номерлерди басмырлоо жөндөмүнө ээ, демек, артка таралган электрондук сүрөт химиялык элементтердин таралышын чагылдыра алат. Учурдагы сканерлөөчү электрондук микроскоп абдан күчтүү болгон, ар кандай майда түзүлүштөрдү же беттик өзгөчөлүктөрдү байкоо жана талдоо үчүн жүз миңдеген эсе чоңойтсо болот.

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. Мындан тышкары, сканерлөөчү электрондук микроскоптун сүрөтүнүн талаанын тереңдиги металлографиялык түзүлүштү, микроскопиялык сыныкты жана калай мурутун анализдөө үчүн маанилүү ыкма болгон оптикалык микроскопко караганда бир топ чоң.

7. X-ray energy spectrum analysis

Жогоруда сканерленген электрондук микроскопия көбүнчө рентген энергия спектрометри менен жабдылган. 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. Ошол эле учурда, тиешелүү аспаптар рентгендик сигналды табуунун мүнөздүү толкун узундугуна же мүнөздүү энергиясына жараша спектрдик дисперсиялык спектрометр (кыскача WDS) жана энергиялык дисперсиялык спектрометр (кыскача EDS) деп аталат. Спектрометрдин чечими энергетикалык спектрометрге караганда жогору, ал эми энергетикалык спектрометрдин анализ ылдамдыгы энергетикалык спектрометрге караганда ылдамыраак. Энергетикалык спектрометрлердин ылдамдыгы жогору жана баасы төмөн болгондуктан, жалпы СКАНДОО электрон микроскопиясы энергетикалык спектрометрлер менен жабдылган.

Электр нурунун ар кандай сканерлөө режими менен, энергетикалык спектрометр бетинин чекитин, сызыгын жана тегиздигин анализдей алат жана элементтердин ар кандай бөлүштүрүлүшү жөнүндө маалыматты ала алат.Point analysis yields all elements of a point; Сызык анализи Ар бир жолу бир элементтин анализи көрсөтүлгөн сызыкта жүргүзүлөт жана бардык элементтердин сап таралышы бир нече жолу сканерлөө аркылуу алынат. Беттик анализ Берилген беттеги бардык элементтердин анализи. Өлчөнүүчү элементтердин мазмуну – жер бетиндеги өлчөө диапазонунун орточо көрсөткүчү.

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. Энергетикалык спектрометрдин сандык анализинин тактыгы чектелген, ал эми 0.1% дан аз мазмунду аныктоо оңой эмес. Энергетикалык спектр менен SEMдин айкалышы жер үстүндөгү морфология жана курам жөнүндө маалыматты бир убакта ала алат, бул алардын кеңири колдонулушунун себеби.

8. Фотоэлектрондук спектроскопия (XPS) анализи

Рентген нурлануусунан алынган үлгүлөр, атомдун ички кабыгынын электронунун бети ядронун жана катуу беттин пайда болуусунан качып, анын кинетикалык энергиясын өлчөйт Ex, атомдун ички кабык электрондорунун байланыш энергиясын Eb, Eb ар кандай элементтерден жана ар кандай электрон кабыгынан айырмаланат, бул атомдун идентификациялык параметрлеринин “манжа издери”, спектралдык линиянын пайда болушу фотоэлектрондук спектроскопия (XPS). XPS үлгү бетинин тайыз бетиндеги (бир нече нанометр) элементтерди сапаттык жана сандык талдоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Мындан тышкары, элементтердин химиялык валенттүүлүк абалы жөнүндө маалыматты байлоочу энергиянын химиялык жылыштарынан алууга болот. Бул бет катмарынын валенттүүлүк абалы менен аны курчап турган элементтердин ортосундагы байланыш тууралуу маалымат бере алат. 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; Көп катмарлуу энергетикалык спектрге (EDS) караганда алда канча чоң сезгичтикке ээ болгон аргон -ион тазалоо (төмөндөгү ишти караңыз) аркылуу узунунан талдоого болот. XPS негизинен начар ширетилүүчү терең себебин аныктоо үчүн ПХБ каптоо сапатынын анализинде, булгануунун анализинде жана кычкылдануу даражасынын анализинде колдонулат.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Программаланган температура контролунда температуранын (же убакыттын) функциясы катары зат менен референс -заттын ортосундагы кубаттуулуктун айырмасын өлчөө ыкмасы. 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)

Жылуулук механикалык анализи катуу, суюк жана гелдердин деформацияланган касиеттерин жылуулуктун же механикалык күчтөрдүн астында программаланган температуранын көзөмөлүндө өлчөө үчүн колдонулат. Көбүнчө колдонулган жүктөө ыкмаларына кысуу, төөнөгүч салуу, сунуу, бүгүү ж. Сыноо зонду консоль устунуна жана спиральдуу жазгы колдоого орнотулган, жүктөлгөн мотор аркылуу, үлгү деформациясы пайда болгондо, өзгөрүүнү аныктоо үчүн дифференциалдык трансформатор жана температураны, стрессти жана штамм сыяктуу маалыматтарды иштетүү менен бирге турат. Материалды температура (же убакыт) менен анча маанилүү эмес деформация мамилелеринде алууга болот. Деформация менен температуранын (же убакыттын) ортосундагы байланышка ылайык, материалдардын физикалык -химиялык жана термодинамикалык касиеттерин изилдеп, анализдөөгө болот. ТМА ПХБ анализинде кеңири колдонулат жана негизинен ПХБнын эң маанилүү эки параметрлерин өлчөөдө колдонулат: сызыктуу кеңейтүү коэффициенти жана айнектин өтүү температурасы. Кеңейтүү коэффициенти өтө чоң болгон ПХБ көбүнчө ширетүүдөн жана кураштыргандан кийин металлдашкан тешиктердин сынуусуна алып келет.