Төрөл бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тээвэрлэгч, хэлхээний дохио дамжуулах төв болохын хувьд ПХБ-ийн Цахим мэдээллийн бүтээгдэхүүний хамгийн чухал, гол хэсэг болсон бөгөөд түүний чанар, найдвартай байдлын түвшин нь бүхэл бүтэн төхөөрөмжийн чанар, найдвартай байдлыг тодорхойлдог. Гэсэн хэдий ч өртөг, техникийн шалтгаанаас болж ПХБ -ийн үйлдвэрлэл, хэрэглээнд алдаа гардаг.

Энэ төрлийн бүтэлгүйтлийн хувьд бид үйлдвэрлэлд ПХБ -ийн чанар, найдвартай байдлын түвшинг хангахын тулд ихэвчлэн ашигладаг алдааны шинжилгээний аргуудыг ашиглах шаардлагатай болдог. Энэхүү баримт бичигт лавлах зорилгоор бүтэлгүйтлийн шинжилгээ хийх арван аргыг нэгтгэн харуулав.

ПХБ -ийн эвдрэлийн механизм ба шалтгаан шинжилгээ

1. Харааны үзлэг

Гаднах үзлэг нь стереоскопийн микроскоп, металлографийн микроскоп эсвэл томруулдаг шил гэх мэт зарим энгийн хэрэгслийг нүдээр шалгах эсвэл ашиглах, ПХБ -ийн гадаад төрхийг шалгаж, эвдэрсэн эд анги, холбогдох эд мөрийн баримтыг олох явдал юм. Гол функц нь эвдрэлийг олж тогтоох, ПХБ -ийн эвдрэлийн горимыг урьдчилан үнэлэх явдал юм. Гаднах үзэмж нь ПХБ -ийн бохирдол, зэврэлт, хавтангийн дэлбэрэлтийн байршил, хэлхээний утас, эвдрэлийн тогтмол байдлыг, хэрэв энэ нь багц эсвэл хувь хүн байгаа эсэх, үргэлж тодорхой газарт төвлөрч байгаа эсэх зэргийг шалгадаг. 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 флюроскопи

Гаднах байдал, ПХБ-ийн дотор талыг нүх болон бусад дотоод согогоор шалгах боломжгүй хэсгүүдийн хувьд бид рентген флюроскопийн системийг ашиглан шалгах шаардлагатай болдог. Рентген флюроскопийн систем нь өөр өөр материалын зузаан эсвэл өөр өөр материалын рентгений гигроскопи эсвэл өөр өөр зарчмуудыг дүрслэлд ашиглах явдал юм. Энэхүү технологи нь өндөр нягтралтай сав баглаа боодол бүхий BGA эсвэл CSP төхөөрөмжүүдийн нүхний гэмтэл, согогоор дамжуулан PCBA гагнуурын холболтын согогуудын байршлыг шалгахад илүү ашиглагддаг. 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. Хэсгийн дүн шинжилгээ

Зүсмэлийн шинжилгээ нь ПХБ -ийн хөндлөн огтлолын бүтцийг дээж авах, мозайк, зүсмэл, өнгөлөх, зэврэлт, ажиглалт, хэд хэдэн арга, алхамаар олж авах үйл явц юм. ПХБ -ийн бичил бүтцийн талаар элбэг дэлбэг мэдээллийг (нүх, бүрэх гэх мэт) зүсмэлийн шинжилгээгээр авах боломжтой бөгөөд энэ нь дараагийн чанарыг сайжруулах сайн үндэс болно. However, this method is destructive, once the slice is carried out, the sample will inevitably be destroyed; Үүний зэрэгцээ дээж авах шаардлагын арга өндөр, дээж бэлтгэх хугацаа урт, бэлтгэгдсэн техникийн боловсон хүчин шаардагддаг. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. Акустик микроскопыг скан хийж байна

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. Энэ үед сканнердах акустик микроскоп нь олон давхаргат өндөр нягтралтай ПХБ-ийг эвдэхгүйгээр илрүүлэх онцгой давуу талыг харуулж байна. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. Бичил улаан туяаны шинжилгээ

Микро хэт улаан туяаны шинжилгээ нь хэт улаан туяаны спектроскопи бөгөөд микроскопын шинжилгээний аргыг хослуулдаг бөгөөд хэт улаан туяаны спектрийг шингээх зарчмын дагуу янз бүрийн материал (ихэвчлэн органик бодис) ашигладаг, материалын нийлмэл найрлагыг шинжилж, микроскоптой хослуулан харагдах гэрэл, хэт улаан туяаг гаргаж чаддаг. Хөнгөн замтай бол харааны талбайн дор органик бохирдуулагчийн ул мөрийн шинжилгээг хайж болно. Микроскоп байхгүй тохиолдолд хэт улаан туяаны спектроскопи нь ихэвчлэн зөвхөн том дээжийг шинжлэх боломжтой байдаг. 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. Электрон микроскопын шинжилгээ

Сканнердах электрон микроскоп (SEM) нь бүтэлгүйтлийн анализ хийхэд ашигладаг хамгийн том хэмжээтэй электрон микроскоп дүрслэлүүдийн нэг юм. Түүний ажиллах зарчим нь анодоор хурдасгасан катодоос ялгарах электрон туяаг төвлөрүүлэх замаар хэдэн арван мянгаас хэдэн мянган ангстромын диаметр бүхий электрон туяа үүсгэх явдал юм. Скан хийх ороомгийн хазайлтын нөлөөн дор Электрон туяа нь дээжийн цэгийн гадаргууг тодорхой цаг хугацаа, орон зайн дарааллаар сканнерддаг. Өндөр энерги бүхий электрон туяа нь дээжийн гадаргууг бөмбөгдөж, янз бүрийн мэдээллийг бий болгодог бөгөөд үүнийг цуглуулж, олшруулж дэлгэцийн дэлгэц дээр янз бүрийн харгалзах графикийг авах боломжтой. 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. Догдлуулсан ухарсан электронууд нь дээжийн гадаргуу дээр 100 ~ 1000нм -ийн хүрээнд үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь бодисын атомын дугаарын зөрүүтэй өөр өөр шинж чанарыг ялгаруулдаг. Тиймээс, буцааж тараасан электрон дүрс нь морфологийн шинж чанар, атомын тоог ялгах чадвартай байдаг тул электрон зургийн арын хэсэгт тархсан химийн элементүүдийн тархалтыг тусгаж чаддаг. Одоогийн сканнердах электрон микроскоп нь маш хүчирхэг бөгөөд аливаа нарийн бүтэц, гадаргуугийн шинж чанарыг ажиглах, шинжлэх зорилгоор хэдэн зуун мянган дахин томруулж болно.

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. Нэмж дурдахад сканнердах электрон микроскопын зургийн талбайн гүн нь оптик микроскопынхоос хамаагүй том бөгөөд энэ нь металлографийн бүтэц, бичил харуурын хугарал, цагаан тугалга сахлыг шинжлэх чухал арга юм.

7. X-ray energy spectrum analysis

Дээр дурдсан электрон микроскоп нь ихэвчлэн рентген энергийн спектрометрээр тоноглогдсон байдаг. 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. Үүний зэрэгцээ рентген дохионы илрүүлэлтийн онцлог долгионы урт эсвэл шинж чанарын дагуу харгалзах багажуудыг спектрийн дисперс спектрометр (богино хугацаанд WDS), энергийн дисперсийн спектрометр (товчлон EDS) гэж нэрлэдэг. Спектрометрийн нарийвчлал нь энергийн спектрометрийнхээс өндөр бөгөөд энергийн спектрометрийн шинжилгээний хурд нь энергийн спектрометрийнхээс хурдан байдаг. Эрчим хүчний спектрометрийн хурд өндөр, зардал багатай байдаг тул ерөнхий SCANNING электрон микроскоп нь энергийн спектрометрээр тоноглогдсон байдаг.

Электрон цацрагийн өөр өөр сканнердах горимын тусламжтайгаар энергийн спектрометр нь гадаргуугийн цэг, шугам, хавтгайд дүн шинжилгээ хийж, янз бүрийн элементүүдийн тархалтын мэдээллийг олж авах боломжтой.Point analysis yields all elements of a point; Шугамын шинжилгээ Нэг элементийн шинжилгээг заасан мөрөн дээр хийх бөгөөд бүх элементүүдийн шугамын тархалтыг олон удаа сканнердах замаар олж авдаг. Гадаргуугийн шинжилгээ Өгөгдсөн гадаргуу дээрх бүх элементийн шинжилгээ. Хэмжсэн элементийн агууламж нь гадаргуугийн хэмжилтийн хүрээний дундаж утга юм.

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. Эрчим хүчний спектрометрийн тоон шинжилгээний нарийвчлал хязгаарлагдмал бөгөөд 0.1% -иас бага агуулгыг тодорхойлоход тийм ч хялбар биш юм. Эрчим хүчний спектр ба SEM -ийн хослол нь гадаргуугийн морфологи, найрлагын талаархи мэдээллийг нэгэн зэрэг авах боломжтой бөгөөд энэ нь тэдгээрийг өргөнөөр ашиглах шалтгаан болдог.

8. Фотоэлектрон спектроскопи (XPS) шинжилгээ

Рентген туяаны цацрагийн дээж, атомын дотоод бүрхүүлийн электронуудын гадаргуу нь цөмийн боолт, хатуу гадаргуу үүсэхээс зугтаж, кинетик энергээ хэмжих болно, атомын дотоод бүрхүүлийн электронуудыг холбогч энергийг олж авах боломжтой. Eb, Eb нь өөр өөр элементүүд, өөр өөр электрон бүрхүүлүүдээс ялгаатай бөгөөд энэ нь атомыг тодорхойлох параметрүүдийн “хурууны хээ”, спектрийн шугам үүсэх нь фотоэлектрон спектроскопи (XPS) юм. XPS -ийг дээжийн гадаргуугийн гүехэн гадаргуу дээр (хэд хэдэн нанометр) элементүүдийн чанарын болон тоон шинжилгээнд ашиглаж болно. Нэмж дурдахад элементүүдийн химийн валент байдлын төлөв байдлын талаархи мэдээллийг холбох энергийн химийн өөрчлөлтөөс авах боломжтой. Энэ нь гадаргуугийн давхарга ба түүний эргэн тойрон дахь элементүүдийн валентын төлөв байдлын талаархи мэдээллийг өгч чадна. 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; Олон давхаргат аргон ионыг хөрс хуулалтаар (доорх жишээг үзнэ үү) эрчим хүчний спектр (EDS) -ээс хамаагүй өндөр мэдрэмжтэйгээр уртаар нь шинжилж болно. XPS нь гагнуурын чанар муутай байгаагийн гүн шалтгааныг тодорхойлохын тулд ПХБ -ийн бүрэх чанарын шинжилгээ, бохирдлын шинжилгээ, исэлдэлтийн зэрэг шинжилгээнд голчлон ашигладаг.

9. Differential Scanning Calorim-etry

Програмчлагдсан температурын хяналтан дор бодис ба лавлагааны бодисын хоорондох цахилгаан оролтын зөрүүг температурын (эсвэл хугацааны) функцээр хэмжих арга. 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)

Дулааны механик анализыг програмчилсан температурын хяналтан дор Дулааны эсвэл Механик хүчний нөлөөн дор хатуу, шингэн, гелийн хэв гажилтын шинж чанарыг хэмжихэд ашигладаг. Ачааллын түгээмэл аргуудад шахалт, зүү оруулах, суналт, гулзайлт гэх мэт орно. Туршилтын мэдрэгч нь дээврийн хэв гажилт үүсэх үед дифференциал трансформатор, температур, стресс, ачаалал зэрэг өгөгдөл боловсруулахтай хамт хэрэглэсэн ачааллын мотороор дамжин өнгөрөх туяа ба спираль хаврын тулгуур дээр суурилагдсан болно. Ачааллын деформацийн температур (эсвэл цаг) -ийн ач холбогдол багатай нөхцөлд материалыг олж авах боломжтой. Деформаци ба температур (эсвэл цаг) хоорондын хамаарлын дагуу материалын физик -химийн болон термодинамик шинж чанарыг судалж, дүн шинжилгээ хийх боломжтой. ТМА нь ПХБ -ийн шинжилгээнд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд ПХБ -ийн хамгийн чухал хоёр параметрийг хэмжихэд ашигладаг: шугаман өргөтгөлийн коэффициент ба шилэн шилжилтийн температур. Хэт том тэлэлтийн коэффициент бүхий ПХБ нь гагнуур, угсралтын дараа металлжсан нүхний хугарал үүсэхэд хүргэдэг.