As the carrier of various components and the hub of circuit signal transmission, مردان د بریښنایی معلوماتو محصولاتو خورا مهم او کلیدي برخه ګرځیدلې ، د دې کیفیت او اعتبار کچه د ټول تجهیزاتو کیفیت او اعتبار ټاکي. په هرصورت ، د لګښت او تخنیکي دلایلو له امله ، د PCB تولید او غوښتنلیک کې د ناکامۍ ډیری ستونزې شتون لري.

د دې ډول ناکامۍ ستونزې لپاره ، موږ اړتیا لرو د ناکامي تحلیل ځینې عام تخنیکونه وکاروو ترڅو په تولید کې د PCB کیفیت او اعتبار کچه ډاډمن کړو. دا مقاله د حوالې لپاره د ناکامۍ لس تحلیل تخنیکونه لنډیز کوي.

میکانیزم او د PCB ناکامي تحلیل لامل کیږي

1. یو بصری تفتیش

Appearance inspection is to visually inspect or use some simple instruments, such as stereoscopic microscope, metallographic microscope or even magnifying glass, to check the appearance of PCB and find the failed parts and relevant physical evidence. The main function is to locate the failure and preliminarily judge the failure mode of PCB. د ظاهري تفتیش اساسا د PCB ککړتیا ، زنګ ، د بورډ چاودنې موقعیت ، د سرکټ وایرینګ او د ناکامۍ منظمیت چیک کوي ، که دا بسته یا انفرادي وي ، ایا دا تل په یوه ځانګړې سیمه کې متمرکز وي ، او نور. 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. د ایکس رے فلوروسکوپي

د ځینې برخو لپاره چې د ب appearanceې لخوا نشي معاینه کیدی ، په بیله بیا د PCB دننه د سوري او نورو داخلي نیمګړتیاو له لارې ، موږ باید د چیک کولو لپاره د ایکس رې فلوروسکوپي سیسټم وکاروو. د ایکس رې فلوروسکوپي سیسټم د مختلف مادي ضخامت یا د ایکس رې هایګروسکوپیټي مختلف مادي کثافت کارول یا امیجینګ ته د مختلف اصولو لیږدول دي. دا ټیکنالوژي د PCBA سولډر جوڑوںونو کې د نیمګړتیاو موقعیت چیک کولو لپاره ډیر کارول کیږي ، د لوړ کثافت بسته بندۍ سره BGA یا CSP وسیلو کې د سوري نیمګړتیاو او نیمګړتیاو له لارې. 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. Section analysis

Slice analysis is the process of obtaining PCB cross section structure through sampling, Mosaic, slice, polishing, corrosion, observation and a series of methods and steps. 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; په ورته وخت کې ، د نمونې اړتیاو میتود لوړ دی ، د نمونې چمتو کولو وخت هم اوږد دی ، د بشپړ شوي روزل شوي تخنیکي پرسونل اړتیا. For detailed slicing procedures, please refer to IPC standards IPC-TM-650 2.1.1 and IPC-MS-810.

4. د اکوسټیک مایکروسکوپ سکین کول

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. At this point, the scanning acoustic microscope shows its special advantage in nondestructive detection of multi-layer high-density PCB. The general obvious bursting plate can be detected by visual inspection.

5. د مایکروینفریډ تحلیل

د مایکرو انفرارډ تحلیل د مایکروسکوپ تحلیل میتود سره یوځای د انفرارډ سپیکٹروسکوپي دی ، دا د انفرارډ سپیکٹرم جذب اصول کې مختلف توکي (اساسا عضوي مواد) کاروي ، د موادو مرکب ترکیب تحلیل کوي ، د مایکروسکوپ سره یوځای کولی شي څرګند ر light ا او انفرارډ ر light ا رامینځته کړي. د ر lightا لارې سره ، تر هغه چې د لید ساحې لاندې وي ، کولی شي د عضوي ککړتیاو د تحلیل لپاره وګوري. In the absence of a microscope, infrared spectroscopy can usually analyze only large samples. 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. د الیکټرون مایکروسکوپي تحلیل سکین کول

د الیکټرون مایکروسکوپ سکین کول (SEM) د ناکامۍ تحلیل لپاره یو له خورا ګټور لوی کچې بریښنایی مایکروسکوپیک امیجینګ سیسټمونو څخه دی. د دې کاري اصول د انوډ لخوا ګړندۍ کیتود څخه خارج شوي الیکټرون بیم تمرکز کولو سره د لسګونو څخه تر زرګونو انګسټرمونو (A) قطر سره د الیکټرون بیم رامینځته کول دي. د سکینینګ کنډل د ککړتیا عمل لاندې ، د الیکټرون بیم په یو ټاکلي وخت او ځای ترتیب کې د نمونې نقطې سطح سکین کوي. د لوړ انرژي برقی بیم د نمونې سطح بمباري کوي او مختلف معلومات رامینځته کوي ، کوم چې د ښودنې سکرین کې مختلف ورته ګرافیک ترلاسه کولو لپاره راټول او پراخه کیدی شي. 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. په زړه پوری شاته برقیان د نمونې په سطحه د 100 ~ 1000nm په حد کې تولیدیږي ، او دا د مادې د اټومي شمیرې توپیر سره مختلف ځانګړتیاوې خارجوي. له همدې امله ، د شاتني بریښنایی عکس مورفولوژیک ځانګړتیاوې او د اټومي شمیرې امتیاز وړتیا لري ، او له همدې امله ، د شاته بریښنایی عکس کولی شي د کیمیاوي عناصرو ویش منعکس کړي. The present scanning electron microscope has been very powerful, any fine structure or surface features can be magnified to hundreds of thousands of times for observation and analysis.

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. سربیره پردې ، د سکین کولو بریښنایی مایکروسکوپ عکس ساحې ژوروالی د نظری مایکروسکوپ په پرتله خورا لوی دی ، کوم چې د میتلوګرافیک جوړښت ، مایکروسکوپیک فریکچر او ټین ویسکر تحلیل لپاره مهم میتود دی.

7. X-ray energy spectrum analysis

پورته ذکر شوي سکینینګ الیکټران مایکروسکوپي معمولا د ایکس رې انرژي سپیکټومیټر سره مجهز وي. 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. په ورته وخت کې ، اړونده وسایل په ترتیب سره د ایکس رې سیګنال کشف کولو ځانګړتیا لرونکي طول موج یا ځانګړتیا انرژۍ سره سم د سپیکٹرم خپریدو سپیکٹومیټر (د لنډ لپاره WDS) او د انرژي خپریدو سپیکٹومیټر (د لنډ لپاره EDS) په نوم یادیږي. د سپیکټومیټر ریزولوشن د انرژي سپیکټومیټر په پرتله لوړ دی ، او د انرژي سپیکټومیټر تحلیل سرعت د انرژي سپیکټومیټر په پرتله ګړندی دی. د لوړ سرعت او د انرژي سپیکټومیټرونو ټیټ لګښت له امله ، د عمومي سکینینګ الیکټرون مایکروسکوپي د انرژي سپیکټومیټرونو سره مجهز دی.

With the different scanning mode of electron beam, the energy spectrometer can analyze the point, line and plane of the surface, and obtain the information of different distribution of elements.Point analysis yields all elements of a point; Line analysis One element analysis is performed on a specified line each time, and the line distribution of all elements is obtained by multiple scanning. د سطحې تحلیل په ورکړل شوې سطحه کې د ټولو عناصرو تحلیل. د اندازه شوي عنصر مینځپانګه د سطحې اندازه کولو حد حد اوسط دی.

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. د انرژي سپیکټومیټر د کمیتي تحلیل درستیت محدود دی ، او مینځپانګه یې له 0.1 than څخه کم عموما کشف کول اسانه ندي. د انرژي سپیکٹرم او SEM ترکیب کولی شي په ورته وخت کې د سطحې مورفولوژي او جوړښت معلومات ترلاسه کړي ، همدا لامل دی چې دا په پراخه کچه کارول کیږي.

8. د فوټو الیکټرون سپیکٹروسکوپي (XPS) تحلیل

د ایکس رې شعاع په واسطه نمونې ، د اټوم داخلي شیل برقیانو سطحه به د هسته بندۍ او قوي سطحې جوړیدو څخه خلاص شي ، د دې حرکي انرژي اندازه کول Ex ، د اټوم داخلي شیل الیکترونونه د پابندۍ انرژي ترلاسه کولی شي. Eb ، Eb د مختلف عناصرو او مختلف الیکټرون شیل څخه توپیر لري ، دا د اتوم پیژندنې پیرامیټرو “ګوتو نښې” دي ، د سپیکټرل لاین جوړول د فوټو الیکټرون سپیکٹروسکوپي (XPS) دی. XPS د نمونې سطحې په ژور سطح (څو نانوومیټرونو) کې د عناصرو کیفیتي او کمیتي تحلیل لپاره کارول کیدی شي. In addition, information about chemical valence states of elements can be obtained from chemical shifts of binding energy. دا کولی شي د سطحې پرت والینس حالت او شاوخوا عناصرو ترمینځ د اړیکې معلومات ورکړي. 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; Multilayers can also be analyzed longitudinally by argon ion stripping (see the case below) with far greater sensitivity than energy spectrum (EDS). XPS is mainly used in the analysis of PCB coating quality analysis, pollution analysis and oxidation degree analysis, in order to determine the deep reason of poor weldability.

9. Differential Scanning Calorim-etry

د برنامه شوي تودوخې کنټرول لاندې د تودوخې (یا وخت) فعالیت په توګه د مادې او حوالې مادې ترمینځ د بریښنا ان پټ کې د توپیر اندازه کولو میتود. 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. Test probe consists of fixed on the cantilever beam and helical spring support, through the motor of the applied load, when the specimen deformation occurs, differential transformer to detect the change, and together with the data processing, such as temperature, stress and strain after the material can be obtained under the negligible load deformation relations with temperature (or time). According to the relationship between deformation and temperature (or time), the physicochemical and thermodynamic properties of materials can be studied and analyzed. TMA is widely used in PCB analysis and is mainly used in measuring the two most critical parameters of PCB: linear expansion coefficient and glass transition temperature. PCB with too large expansion coefficient will often lead to fracture failure of metallized holes after welding and assembly.