Desde os primeiros 1950s, o placa de circuito impresso (PCB) sempre foi o módulo estrutural básico da embalagem eletrônica. Como portadora de vários componentes eletrônicos e o centro da transmissão do sinal do circuito, sua qualidade e confiabilidade determinam a qualidade de toda a embalagem eletrônica. E confiabilidade. Com a miniaturização, peso leve e requisitos multifuncionais de produtos eletrônicos, e a promoção de processos sem chumbo e sem halogênio, os requisitos para confiabilidade de PCB se tornarão cada vez mais altos, então como localizar rapidamente os problemas de confiabilidade de PCB e fazer os correspondentes Medidas A melhoria da confiabilidade se tornou uma das questões importantes para as empresas de PCB.

Problemas comuns de confiabilidade de PCB e lendas típicas

Baixa soldabilidade

(Não molhar)

Baixa soldabilidade (não umedecimento)

Soldagem

(Efeito almofada)

Bad Bonding

Placa de explosão em camadas

Circuito aberto (através do orifício)

circuito aberto

(Furo cego do laser)

Circuito aberto (linha)

Circuito aberto (ICD)

Curto-circuito (CAF)

Curto-circuito (ECM)

Tábua queimada

Na análise de falha real de problemas de confiabilidade, o mecanismo de falha do mesmo modo de falha pode ser complexo e diverso. Portanto, assim como a investigação de um caso, requer raciocínio analítico correto, raciocínio lógico meticuloso e métodos de análise diversificados. Encontre a verdadeira causa do fracasso. Nesse processo, qualquer negligência em qualquer vínculo pode gerar casos “injustos, falsos e mal julgados”.

Análise geral de problemas de confiabilidade coleta de informações de fundo

As informações de fundo são a base da análise de falhas para problemas de confiabilidade, que afetam diretamente a tendência de todas as análises de falhas subsequentes e têm uma influência decisiva na determinação final do mecanismo. Portanto, antes da análise de falha, as informações por trás da falha devem ser coletadas tanto quanto possível, geralmente incluindo, mas não se limitando a:

(1) Escopo da falha: informações do lote de falha e taxa de falha correspondente

① Se houver um problema em um único lote na produção em massa, ou a taxa de falha for baixa, a possibilidade de controle anormal do processo é maior;

②Se o primeiro lote / vários lotes apresentarem problemas ou a taxa de falha for alta, a influência dos materiais e dos fatores de projeto não pode ser descartada;

⑵Pré-tratamento para falha: Se o PCB ou PCBA passou por uma série de processos de pré-tratamento antes que a falha ocorresse. Os pré-tratamentos comuns incluem cozimento pré-refluxo, soldagem de refluxo sem chumbo / sem chumbo, solda por onda sem chumbo / sem chumbo e solda manual, etc. Se necessário, você precisa aprender mais sobre os materiais usados ​​em cada pré -processo de tratamento (pasta de solda, malha de aço, fio de solda, etc.)), equipamento (potência do ferro de solda, etc.) e informações de parâmetros (curva de refluxo, parâmetros de soldagem de onda, temperatura de soldagem manual, etc.);

(3) Cenários de falha: As informações específicas quando o PCB ou PCBA falha, algumas estão no pré-processamento, como soldagem e processo de montagem, como soldabilidade fraca, delaminação, etc .; alguns estão no acompanhamento envelhecimento, teste ou mesmo Falha durante o uso, como CAF, ECM, burn-in, etc .; precisa entender o processo de falha e os parâmetros relacionados em detalhes;

Análise de falha de PCB / PCBA

De modo geral, o número de produtos com falha é limitado, ou mesmo apenas um. Portanto, a análise de produtos com falha deve seguir o princípio da análise camada por camada de fora para dentro, de não destrutiva a destrutiva, e evitar a destruição prematura do local com falha:

(1) Observação de aparência

A observação da aparência é a primeira etapa na análise de produtos com falha. Por meio da aparência do local da falha e combinada com informações de histórico, engenheiros experientes em análise de falhas podem basicamente determinar várias causas possíveis da falha e conduzir uma análise de acompanhamento direcionada. Mas deve-se notar que existem muitas maneiras de observar a aparência, incluindo inspeção visual, lupa portátil, lupa de mesa, microscópio estéreo e microscópio metalúrgico. No entanto, devido à diferença na fonte de luz, princípio de imagem e profundidade de observação, a aparência do equipamento correspondente precisa ser analisada de forma abrangente em conjunto com os fatores do equipamento. Evite julgamentos precipitados para formar palpites subjetivos pré-concebidos, levando a análise de falhas na direção errada e desperdiçando análises e produtos inválidos valiosos. Tempo.

(2) Análise não destrutiva aprofundada

Para algumas falhas, apenas observações visuais são usadas e informações de falha suficientes não podem ser coletadas, ou mesmo pontos de falha não podem ser encontrados, como delaminação, falsa soldagem e abertura interna. Neste momento, outros métodos de análise não destrutivos são necessários para a coleta de informações adicionais, incluindo detecção ultrassônica de falhas, raio-X 3D, imagem térmica infravermelha, detecção de localização de curto-circuito, etc.

Na etapa de observação da aparência e análise não destrutiva, é necessário atentar para as características comuns ou opostas entre os diferentes produtos com falha, que podem ser usadas como referência para julgamentos de falhas subsequentes. Depois de coletar informações suficientes no estágio de análise não destrutiva, você pode iniciar a análise de destruição direcionada.

(3) Análise de danos

A análise de destruição de produtos com falha é indispensável e a etapa mais crítica, que geralmente determina o sucesso ou o fracasso da análise de falha. Existem muitos métodos de análise de destruição, como microscopia eletrônica de varredura e análise elementar, corte horizontal / vertical, FTIR, etc., que não são descritos nesta seção. Nesta fase, o método de análise de falha é certamente importante, mas mais importante é o insight e julgamento do problema de defeito, e uma compreensão correta e clara do modo de falha e mecanismo de falha, a fim de encontrar a causa real da falha.

Análise de placa nua PCB

Quando a taxa de falha é alta, é necessário analisar a placa nua PCB, que pode ser usada como um suplemento para a análise da causa da falha. Quando o motivo da falha obtido no estágio de análise do produto com falha é que um defeito da placa nua PCB causa mais falha de confiabilidade, então se a placa nua PCB tem o mesmo defeito, após o mesmo processo de processamento do produto com falha, deve refletir o mesmo O mesmo modo de falha do produto com falha. Se o mesmo modo de falha não for reproduzido, isso só pode significar que a análise da causa do produto com falha está errada ou pelo menos incompleta.

Teste de recorrência

Quando a taxa de falha é muito baixa e nenhuma ajuda pode ser obtida da análise da placa nua do PCB, é necessário reproduzir os defeitos do PCB e reproduzir o modo de falha do produto com falha, de modo que a análise de falha forme um circuito fechado.

Enfrentando um número crescente de falhas de confiabilidade de PCB hoje, a análise de falha fornece informações importantes em primeira mão para otimização de projeto, melhoria de processo e seleção de material e é o ponto de partida para o crescimento da confiabilidade. Desde a sua criação, o Laboratório Central de Tecnologia Xingsen tem se comprometido com a pesquisa no campo da análise de falhas de confiabilidade. Começando com este problema, iremos gradualmente apresentar nossa experiência e casos típicos em análise de falha de confiabilidade.