Od początku XXI wieku Płytka drukowana (PCB) jest podstawowym modułem konstrukcyjnym opakowań elektronicznych, jako nośnik różnych elementów elektronicznych i węzeł transmisji sygnałów obwodowych, jej jakość i niezawodność decydują o jakości i niezawodności całego opakowania elektronicznego. Wraz z miniaturyzacją, lekkością i wielofunkcyjnością produktów elektronicznych, a także promowaniem procesów bezołowiowych i bezhalogenowych, wymagania dotyczące niezawodności PCB będą coraz wyższe. Dlatego też, jak szybko zlokalizować problemy z niezawodnością PCB i dokonać odpowiedniej poprawy niezawodności, stało się jedną z ważnych kwestii dla przedsiębiorstw PCB.

Typowe problemy z niezawodnością PCB i typowe legendy

Słaba lutowność

(Bez zwilżania)

Słaba lutowność (nie zwilżanie)

Wirtualne spawanie

(efekt poduszki)

Słaba zależność

Śrutowanie płyt warstwowych

Obwód otwarty (przez otwór)

Otwarty obwód

(Otwór ślepy laserem)

Otwarty obwód

Otwarty obwód (ICD)

Zwarcie (CAF)

Zwarcie (ECM)

Płonąca płyta

Jednak w analizie uszkodzeń praktycznych problemów niezawodnościowych mechanizm uszkodzeń tego samego rodzaju uszkodzenia może być złożony i zróżnicowany. Dlatego, podobnie jak w przypadku badania sprawy, potrzebne jest prawidłowe myślenie analityczne, rygorystyczne myślenie logiczne i zróżnicowane metody analizy, aby znaleźć prawdziwą przyczynę niepowodzenia. W tym procesie każdy link jest lekko niedbały, może spowodować „niesprawiedliwy, fałszywy i zły przypadek”.

Ogólna analiza niezawodności Problemy Zbieranie informacji ogólnych

Informacje ogólne są podstawą analizy awarii problemów niezawodności, bezpośrednio wpływają na przebieg wszystkich kolejnych analiz awarii i mają decydujący wpływ na ostateczne określenie mechanizmu. Dlatego przed analizą awarii należy zebrać jak najwięcej informacji o awarii, zwykle w tym między innymi:

(1) Zakres awarii: informacje o partii awarii i odpowiedni wskaźnik awarii

(1) Jeśli pojedyncza partia problemów z produkcją masową lub niski wskaźnik awaryjności, wówczas możliwość nieprawidłowej kontroli procesu jest większa;

(2) Jeżeli występują problemy w pierwszej/wielu partiach lub wskaźnik awaryjności jest wysoki, nie można wykluczyć wpływu czynników materiałowych i projektowych;

(2) Obróbka przedawaryjna: czy PCB lub PCBA przeszły serię procedur obróbki wstępnej zanim wystąpi awaria. Powszechnie stosowana obróbka wstępna obejmuje refluks przed wypalaniem, / bezołowiowe lutowanie rozpływowe i/bezołowiowe zgrzewanie grzbietowe fali i spawanie ręczne itp., gdy konieczne jest szczegółowe zrozumienie wszystkich materiałów używanych w procesie obróbki wstępnej (takich jak pasta lutownicza, szablon, drut lutowniczy itp.), wyposażenie (moc lutownicy itp.) i parametry (krzywa płynięcia i parametry lutowania falowego, temperatura lutowania ręcznego itp.) informacje;

(3) Sytuacja awarii: konkretne informacje, gdy PCB lub PCBA ulegną awarii, z których niektóre zawiodły w procesie wstępnego przetwarzania, takim jak spawanie i montaż, takie jak słaba lutowność, stratyfikacja itp.; Niektóre podlegają późniejszemu starzeniu, testowaniu, a nawet wykorzystaniu awarii, takich jak CAF, ECM, płonąca płyta itp.; Szczegółowe zrozumienie procesu awarii i powiązanych parametrów;

Analiza awarii PCB/PCBA

Ogólnie rzecz biorąc, liczba wadliwych produktów jest ograniczona, a nawet tylko jedna sztuka, dlatego analiza wadliwych produktów musi przebiegać zgodnie z zasadą analizy warstwa po warstwie od zewnątrz do wewnątrz, od niezniszczenia do zniszczenia, aby za wszelką cenę uniknąć przedwczesnego zniszczenia miejsca awarii:

(1) Obserwacja wyglądu

Obserwacja wyglądu jest pierwszym krokiem analizy wadliwego produktu. Dzięki pojawieniu się miejsca awarii i połączeniu z informacjami podstawowymi, doświadczeni inżynierowie zajmujący się analizą awarii mogą zasadniczo określić kilka możliwych przyczyn awarii i odpowiednio przeprowadzić analizę kontrolną. Należy jednak zauważyć, że istnieje wiele sposobów obserwacji wyglądu, m.in. wzrokowa, ręczna lupa, biurkowa lupa, mikroskop stereoskopowy i mikroskop metalograficzny. Jednak ze względu na różnice w źródle światła, zasadzie obrazowania i głębi pola obserwacji, morfologia obserwowana przez odpowiedni sprzęt wymaga wszechstronnej analizy w oparciu o czynniki sprzętowe. Zabronione jest dokonywanie pochopnych osądów i formułowanie z góry przyjętych subiektywnych domysłów, co prowadzi do niewłaściwego kierunku analizy awarii i marnuje cenne uszkodzone produkty i czas analizy.

(2) Dogłębna analiza nieniszcząca

W przypadku niektórych awarii sama obserwacja wyglądu nie może zebrać wystarczającej ilości informacji o awarii, a nawet nie można znaleźć punktu awarii, takiego jak rozwarstwienie, wirtualne spawanie i otwieranie wewnętrzne itp. W tej chwili należy zastosować inne nieniszczące metody analizy, aby zbierać dodatkowe informacje, w tym defektoskopię ultradźwiękową, promieniowanie rentgenowskie 3D, obrazowanie termowizyjne w podczerwieni, wykrywanie lokalizacji zwarcia itp.

Na etapie obserwacji wyglądu i analizy nieniszczącej należy zwrócić uwagę na wspólne lub różne cechy różnych produktów defektów, które można wykorzystać jako odniesienie do późniejszej oceny awarii. Po zebraniu wystarczającej ilości informacji w fazie analizy nieniszczącej można rozpocząć ukierunkowaną analizę awarii.

(3) Analiza awarii

Analiza awarii jest niezbędna i jest najbardziej krytycznym krokiem, często decyduje o sukcesie lub porażce analizy awarii. Istnieje wiele metod analizy uszkodzeń, takich jak skaningowa mikroskopia elektronowa i analiza elementarna, przekrój poziomy/pionowy, FTIR itp., które nie zostaną opisane w tej sekcji. Na tym etapie, chociaż metoda analizy awarii jest istotna, ważniejszy jest wgląd i ocena problemu defektu oraz prawidłowe i jasne zrozumienie rodzaju awarii i mechanizmu awarii, tak aby znaleźć prawdziwą przyczynę awarii.

Analiza PCB gołej płytki

Gdy wskaźnik awaryjności jest bardzo wysoki, analiza samej płytki PCB jest niezbędna jako uzupełnienie analizy przyczyn awarii. Gdy przyczyną awarii uzyskaną na etapie analizy jest wada samej płytki drukowanej, która prowadzi do dalszej awarii niezawodności, to jeśli płytka samoobsługowa ma tę samą wadę, ten sam tryb awarii, co uszkodzony produkt, powinien zostać odzwierciedlony po takiej samej obróbce proces jako uszkodzony produkt. Jeśli ten sam tryb awarii nie zostanie odtworzony, oznacza to, że analiza przyczyny wadliwego produktu jest błędna lub przynajmniej niekompletna.