- 26
- Oct
Detailed analysis of PCB reliability problems and cases
ຕັ້ງແຕ່ຕົ້ນຊຸມປີ 1950, ກະດານວົງຈອນພິມ (PCB) ໄດ້ເປັນໂມດູນການກໍ່ສ້າງພື້ນຖານຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ເອເລັກໂຕຣນິກ, ເປັນຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຂອງອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກຕ່າງໆແລະສູນກາງຂອງການສົ່ງສັນຍານວົງຈອນ, ຄຸນນະພາບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງຕົນກໍານົດຄຸນນະພາບແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ເອເລັກໂຕຣນິກທັງຫມົດ. ດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການ miniaturization, lightweight ແລະ multi-function ຂອງຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການສົ່ງເສີມຂະບວນການທີ່ບໍ່ມີສານນໍາພາແລະ halogen, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື PCB ຈະສູງຂຶ້ນແລະສູງກວ່າ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການຊອກຫາບັນຫາຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງ PCB ຢ່າງໄວວາແລະເຮັດໃຫ້ການປັບປຸງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ສອດຄ້ອງກັນໄດ້ກາຍເປັນບັນຫາສໍາຄັນສໍາລັບວິສາຫະກິດ PCB.
Common PCB reliability problems and typical legends
solderability ບໍ່ດີ
(ບໍ່ປຽກ)
ການເຊື່ອມຕໍ່ບໍ່ດີ (ບໍ່ມີການປຽກ)
ການເຊື່ອມໂລຫະສະເໝືອນ
(Pillow effect)
ທຸກຍາກເພິ່ງພາອາໄສ
ການລະເບີດແຜ່ນຊັ້ນ
Open circuit (through hole)
ເປີດວົງຈອນ
(ຮູຕາບອດເລເຊີ)
ເປີດວົງຈອນ
ວົງຈອນເປີດ (ICD)
ວົງຈອນສັ້ນ (CAF)
ວົງຈອນສັ້ນ (ECM)
ແຜ່ນທີ່ເຜົາໄຫມ້
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໃນການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງບັນຫາຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນການປະຕິບັດ, ກົນໄກຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫລວດຽວກັນອາດຈະສັບສົນແລະມີຄວາມຫລາກຫລາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄືກັນກັບການສືບສວນກໍລະນີ, ການຄິດວິເຄາະທີ່ຖືກຕ້ອງ, ການຄິດຢ່າງມີເຫດຜົນຢ່າງເຂັ້ມງວດແລະວິທີການວິເຄາະທີ່ຫຼາກຫຼາຍແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຊອກຫາສາເຫດຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ແທ້ຈິງ. In this process, any link is slightly negligent, may cause “unjust, false and wrong case”.
ການວິເຄາະທົ່ວໄປຂອງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື ບັນຫາການລວບລວມຂໍ້ມູນພື້ນຖານ
ຂໍ້ມູນພື້ນຖານແມ່ນພື້ນຖານຂອງການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງບັນຫາຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ແນວໂນ້ມຂອງການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫລວຕໍ່ໄປທັງຫມົດ, ແລະມີອິດທິພົນຕໍ່ການຕັດສິນໃຈຂອງກົນໄກສຸດທ້າຍ. Therefore, prior to failure analysis, information behind failure should be collected as much as possible, usually including but not limited to:
(1) ລະດັບຄວາມລົ້ມເຫຼວ: ຂໍ້ມູນ batch ຄວາມລົ້ມເຫຼວແລະອັດຕາຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ສອດຄ້ອງກັນ
(1) ຖ້າຫາກວ່າ batch ດຽວຂອງບັນຫາການຜະລິດມະຫາຊົນ, ຫຼືອັດຕາການລົ້ມເຫຼວຕ່ໍາ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການຄວບຄຸມຂະບວນການຜິດປົກກະຕິແມ່ນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ;
(2) ຖ້າມີບັນຫາໃນຊຸດທໍາອິດ / ຫຼາຍຊຸດ, ຫຼືອັດຕາການລົ້ມເຫຼວແມ່ນສູງ, ອິດທິພົນຂອງວັດສະດຸແລະປັດໃຈການອອກແບບບໍ່ສາມາດຖືກຍົກເວັ້ນ;
(2) ການປິ່ນປົວກ່ອນຄວາມລົ້ມເຫຼວ: ບໍ່ວ່າຈະເປັນ PCB ຫຼື PCBA ໄດ້ຜ່ານຂັ້ນຕອນການປິ່ນປົວກ່ອນຄວາມລົ້ມເຫຼວກ່ອນທີ່ຈະເກີດຂື້ນ. pretreatment ທົ່ວໄປປະກອບມີ reflux ກ່ອນທີ່ຈະ baking, / soldering reflow ທີ່ບໍ່ມີທາດນໍາແລະ / ການເຊື່ອມ crest ຄື້ນທີ່ບໍ່ມີການນໍາພາແລະການເຊື່ອມໂລຫະຄູ່ມື, ແລະອື່ນໆ, ໃນເວລາທີ່ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ເຂົ້າໃຈລາຍລະອຽດທັງຫມົດອຸປະກອນການນໍາໃຊ້ໃນຂະບວນການ pretreatment (ເຊັ່ນ: solder paste, stencil, ສາຍ solder, ແລະອື່ນໆ), ອຸປະກອນ (ພະລັງງານທາດເຫຼັກ soldering, ແລະອື່ນໆ) ແລະຕົວກໍານົດການ (ເສັ້ນໂຄ້ງການໄຫຼແລະຕົວກໍານົດການຂອງ soldering ຄື້ນ, ອຸນຫະພູມ soldering ມື, ແລະອື່ນໆ) ຂໍ້ມູນຂ່າວສານ;
(3) ສະຖານະການລົ້ມເຫຼວ: ຂໍ້ມູນສະເພາະໃນເວລາທີ່ PCB ຫຼື PCBA ລົ້ມເຫລວ, ບາງສ່ວນຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວໃນຂະບວນການກ່ອນການປຸງແຕ່ງເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມໂລຫະແລະການປະກອບ, ເຊັ່ນ: solderability ບໍ່ດີ, stratification, ແລະອື່ນໆ; ບາງຄົນແມ່ນຢູ່ໃນອາຍຸຕໍ່ມາ, ການທົດສອບແລະແມ້ກະທັ້ງການນໍາໃຊ້ຄວາມລົ້ມເຫຼວ, ເຊັ່ນ CAF, ECM, ແຜ່ນການເຜົາໄຫມ້, ແລະອື່ນໆ; ຄວາມເຂົ້າໃຈລະອຽດກ່ຽວກັບຂະບວນການລົ້ມເຫຼວແລະຕົວກໍານົດການທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ;
ການວິເຄາະ PCB/PCBA ລົ້ມເຫລວ
ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ, ຈໍານວນຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວແມ່ນຈໍາກັດ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງຫນຶ່ງຊິ້ນ, ດັ່ງນັ້ນການວິເຄາະຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວຕ້ອງປະຕິບັດຕາມຫຼັກການຂອງຊັ້ນໂດຍການວິເຄາະຊັ້ນຈາກພາຍນອກເຖິງພາຍໃນ, ຈາກການບໍ່ທໍາລາຍເຖິງການທໍາລາຍ, ໂດຍວິທີການທັງຫມົດຫຼີກເວັ້ນການທໍາລາຍກ່ອນໄວອັນຄວນ. ຂອງເວັບໄຊຄວາມລົ້ມເຫຼວ:
(1) ການສັງເກດການປະກົດຕົວ
ການສັງເກດການປະກົດຕົວແມ່ນຂັ້ນຕອນທໍາອິດຂອງການວິເຄາະຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວ. ໂດຍຜ່ານຮູບລັກສະນະຂອງສະຖານທີ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວແລະປະສົມປະສານກັບຂໍ້ມູນພື້ນຖານ, ວິສະວະກອນການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫລວທີ່ມີປະສົບການໂດຍພື້ນຖານແລ້ວສາມາດກໍານົດສາເຫດທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງຄວາມລົ້ມເຫລວແລະເຮັດການວິເຄາະຕິດຕາມຕາມຄວາມເຫມາະສົມ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວນສັງເກດວ່າມີຫຼາຍວິທີທີ່ຈະສັງເກດຮູບລັກສະນະ, ລວມທັງສາຍຕາ, ແກ້ວຂະຫຍາຍດ້ວຍມື, ແວ່ນຂະຫຍາຍ desktop, ກ້ອງຈຸລະທັດສະເຕີລິໂອໂຄປີແລະກ້ອງຈຸລະທັດໂລຫະ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ, ຫຼັກການຮູບພາບແລະຄວາມເລິກຂອງການສັງເກດການພາກສະຫນາມ, morphology ສັງເກດເຫັນໂດຍອຸປະກອນທີ່ສອດຄ້ອງກັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການວິເຄາະທີ່ສົມບູນແບບໂດຍອີງໃສ່ປັດໃຈອຸປະກອນ. ມັນຖືກຫ້າມບໍ່ໃຫ້ຕັດສິນຢ່າງໄວວາແລະສ້າງການຄາດເດົາຫົວຂໍ້ preconceived, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ທິດທາງທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງຂອງການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫລວແລະເສຍຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວແລະເວລາການວິເຄາະ.
(2) ການວິເຄາະຄວາມເລິກທີ່ບໍ່ທໍາລາຍ
ສໍາລັບຄວາມລົ້ມເຫຼວບາງຢ່າງ, ການສັງເກດການປະກົດຕົວຢ່າງດຽວບໍ່ສາມາດເກັບກໍາຂໍ້ມູນຄວາມລົ້ມເຫຼວພຽງພໍ, ຫຼືແມ້ກະທັ້ງຈຸດລົ້ມເຫຼວແມ່ນບໍ່ສາມາດຊອກຫາໄດ້, ເຊັ່ນ delamination, ການເຊື່ອມໂລຫະ virtual ແລະການເປີດພາຍໃນ, ແລະອື່ນໆ. ໃນເວລານີ້, ວິທີການວິເຄາະທີ່ບໍ່ທໍາລາຍອື່ນໆຄວນຈະຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອ. ເກັບກໍາຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ, ລວມທັງການກວດຫາຂໍ້ບົກພ່ອງ ultrasonic, X-ray 3D, ຮູບພາບຄວາມຮ້ອນ infrared, ການກວດສອບສະຖານທີ່ວົງຈອນສັ້ນ, ແລະອື່ນໆ.
ໃນຂັ້ນຕອນຂອງການສັງເກດການລັກສະນະແລະການວິເຄາະທີ່ບໍ່ທໍາລາຍ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເອົາໃຈໃສ່ກັບລັກສະນະທົ່ວໄປຫຼືທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຜະລິດຕະພັນຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໃຊ້ສໍາລັບການອ້າງອິງສໍາລັບການຕັດສິນຄວາມລົ້ມເຫຼວຕໍ່ມາ. ຫຼັງຈາກຂໍ້ມູນພຽງພໍໄດ້ຖືກເກັບກໍາໃນໄລຍະການວິເຄາະທີ່ບໍ່ມີການທໍາລາຍ, ການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງເປົ້າຫມາຍສາມາດເລີ່ມຕົ້ນໄດ້.
(3) ການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວ
ການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫລວແມ່ນຂາດບໍ່ໄດ້, ແລະເປັນຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ, ມັກຈະກໍານົດຜົນສໍາເລັດຂອງການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວຫຼືຄວາມລົ້ມເຫລວ. There are many methods for failure analysis, such as scanning electron microscopy & elemental analysis, horizontal/vertical section, FTIR, etc., which will not be described in this section. ໃນຂັ້ນຕອນນີ້, ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການວິເຄາະຄວາມລົ້ມເຫຼວແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນ, ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນກວ່ານັ້ນແມ່ນຄວາມເຂົ້າໃຈແລະການຕັດສິນຂອງບັນຫາຂໍ້ບົກພ່ອງ, ແລະຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ຖືກຕ້ອງແລະຊັດເຈນກ່ຽວກັບຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫຼວແລະກົນໄກການລົ້ມເຫຼວ, ເພື່ອຊອກຫາສາເຫດທີ່ແທ້ຈິງຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວ.
ການວິເຄາະ PCB ກະດານເປົ່າ
ໃນເວລາທີ່ອັດຕາການລົ້ມເຫຼວແມ່ນສູງຫຼາຍ, ການວິເຄາະຂອງ PCB ເປົ່າແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນເປັນການເສີມສໍາລັບການວິເຄາະສາເຫດຂອງຄວາມລົ້ມເຫຼວ. ເມື່ອເຫດຜົນຄວາມລົ້ມເຫຼວທີ່ໄດ້ຮັບໃນຂັ້ນຕອນການວິເຄາະແມ່ນຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ PCB ເປົ່າທີ່ນໍາໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຕື່ມອີກ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຖ້າ PCB ກະດານເປົ່າມີຂໍ້ບົກພ່ອງດຽວກັນ, ຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫລວດຽວກັນກັບຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວຄວນສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວດຽວກັນ. ຂະບວນການເປັນຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວ. ຖ້າຮູບແບບຄວາມລົ້ມເຫລວດຽວກັນບໍ່ໄດ້ຖືກຜະລິດຄືນໃຫມ່, ຫຼັງຈາກນັ້ນການວິເຄາະສາເຫດຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ລົ້ມເຫລວແມ່ນຜິດພາດ, ຫຼືຢ່າງຫນ້ອຍບໍ່ຄົບຖ້ວນ.