Od začiatku 1950s vytlačená obvodová doska (PCB) bola vždy základným konštrukčným modulom elektronického balenia. Ako nosič rôznych elektronických komponentov a uzol obvodového prenosu signálu, jeho kvalita a spoľahlivosť určuje kvalitu celého elektronického obalu. A spoľahlivosť. S miniaturizáciou, nízkou hmotnosťou a multifunkčnými požiadavkami elektronických produktov a podporou procesov bez obsahu olova a halogénov budú požiadavky na spoľahlivosť PCB stále vyššie a vyššie, takže ako rýchlo nájsť problémy so spoľahlivosťou PCB a urobiť zodpovedajúce opatrenia Zlepšenie spoľahlivosti sa stalo jednou z dôležitých otázok pre spoločnosti PCB.

Bežné problémy so spoľahlivosťou DPS a typické legendy

Slabá spájkovateľnosť

(Nemáča)

Zlá spájkovateľnosť (nezmáčanie)

zváranie

(Vankúšový efekt)

Zlé lepenie

Vrstvená výbušná doska

Otvorený okruh (priechodný otvor)

otvorený obvod

(Laserová slepá diera)

Otvorený okruh (linka)

Otvorený okruh (ICD)

Skrat (CAF)

Skrat (ECM)

Spálená doska

Pri skutočnej analýze problémov so spoľahlivosťou môže byť mechanizmus zlyhania toho istého režimu zlyhania zložitý a rôznorodý. Preto, rovnako ako vyšetrovanie prípadu, vyžaduje správne analytické myslenie, precízne logické myslenie a diverzifikované analytické metódy. Nájdite skutočnú príčinu zlyhania. V tomto procese môže akákoľvek nedbanlivosť v akomkoľvek odkaze spôsobiť „nespravodlivé, falošné a nesprávne posúdené“ prípady.

Všeobecná analýza problémov so spoľahlivosťou, zber základných informácií

Základné informácie sú základom analýzy porúch pre problémy spoľahlivosti, ktoré priamo ovplyvňujú trend všetkých následných analýz porúch a majú rozhodujúci vplyv na konečné určenie mechanizmu. Pred analýzou zlyhania by sa preto malo zhromaždiť čo najviac informácií o poruche, zvyčajne vrátane, ale nie výlučne:

(1) Rozsah zlyhania: informácie o dávke a zodpovedajúca miera zlyhania

① Ak sa vyskytne problém v jednej dávke v hromadnej výrobe alebo je miera zlyhania nízka, možnosť abnormálneho riadenia procesu je väčšia;

②Ak má prvá šarža/viaceré šarže problémy alebo je miera zlyhania vysoká, nemožno vylúčiť vplyv materiálov a konštrukčných faktorov;

⑵Predúprava v prípade zlyhania: Či už PCB alebo PCBA prešli sériou procesov predbežnej úpravy predtým, ako dôjde k poruche. Bežné predúpravy zahŕňajú vypaľovanie pred pretavením, bezolovnaté/bezolovnaté spájkovanie s pretavením, bezolovnaté/bezolovnaté vlnové spájkovanie a ručné spájkovanie atď. Ak je to potrebné, musíte sa dozvedieť viac o materiáloch použitých pri každom predbežnom -informácie o procese úpravy (spájkovacia pasta, oceľové pletivo, spájkovací drôt atď.), zariadení (výkon spájkovačky atď.) a parametroch (krivka pretavenia, parametre vlnového spájkovania, teplota spájkovania, atď.);

(3) Scenáre zlyhania: Špecifické informácie, keď PCB alebo PCBA zlyhá, niektoré sú v predspracovaní, ako je proces spájkovania a montáže, ako je slabá spájkovateľnosť, delaminácia atď.; niektoré sú v následnom starnutí, testovaní alebo dokonca poruche počas používania, ako napríklad CAF, ECM, vyhorenie atď.; potreba detailne pochopiť proces zlyhania a súvisiace parametre;

Analýza zlyhania PCB/PCBA

Vo všeobecnosti je počet neúspešných produktov obmedzený alebo dokonca iba jeden. Analýza zlyhaných produktov sa preto musí riadiť princípom analýzy po vrstvách zvonku dovnútra, od nedeštruktívnych po deštruktívne, a vyhnúť sa predčasnému zničeniu miesta poruchy:

(1) Pozorovanie vzhľadu

Pozorovanie vzhľadu je prvým krokom v analýze neúspešných produktov. Prostredníctvom vzhľadu miesta poruchy a v kombinácii s informáciami o pozadí môžu skúsení inžinieri analýzy porúch v zásade určiť niekoľko možných príčin zlyhania a vykonať cielenú následnú analýzu. Treba však poznamenať, že existuje mnoho spôsobov, ako pozorovať vzhľad, vrátane vizuálnej kontroly, ručnej lupy, stolnej lupy, stereomikroskopu a metalurgického mikroskopu. Vzhľadom na rozdiel v zdroji svetla, princípe zobrazovania a hĺbke pozorovania je však potrebné komplexne analyzovať vzhľad príslušného zariadenia v spojení s faktormi zariadenia. Vyhnite sa unáhleným úsudkom, aby ste si vytvorili predpojaté subjektívne odhady, čím by sa analýza zlyhania uberala nesprávnym smerom a plytvanie cennými neplatnými produktmi a analýzami. čas.

(2) Hĺbková nedeštruktívna analýza

Pri niektorých poruchách sa používajú iba vizuálne pozorovania a nie je možné zhromaždiť dostatočné informácie o poruchách alebo dokonca nemožno nájsť miesta zlyhania, ako je delaminácia, falošné zváranie a vnútorné otvorenie. V súčasnosti sú na ďalší zber informácií potrebné iné metódy nedeštruktívnej analýzy, vrátane ultrazvukovej detekcie defektov, 3D röntgenového žiarenia, infračerveného tepelného zobrazovania, detekcie polohy skratu atď.

Vo fáze pozorovania vzhľadu a nedeštruktívnej analýzy je potrebné venovať pozornosť spoločným alebo opačným charakteristikám medzi rôznymi zlyhanými produktmi, ktoré možno použiť ako referenciu pre následné posúdenie zlyhania. Po zhromaždení dostatočného množstva informácií v štádiu nedeštruktívnej analýzy môžete začať s analýzou cielenej deštrukcie.

(3) Analýza poškodenia

Analýza deštrukcie zlyhaných produktov je nevyhnutným a najkritickejším krokom, ktorý často rozhoduje o úspechu alebo neúspechu analýzy zlyhania. Existuje mnoho metód analýzy deštrukcie, ako je skenovacia elektrónová mikroskopia a elementárna analýza, horizontálne/vertikálne rezy, FTIR atď., ktoré nie sú opísané v tejto časti. V tejto fáze je určite dôležitá metóda analýzy porúch, ale dôležitejší je náhľad a posúdenie problému defektu a správne a jasné pochopenie spôsobu zlyhania a mechanizmu zlyhania, aby sa našla skutočná príčina zlyhania.

Analýza PCB na holých doskách

Pri vysokej poruchovosti je potrebné analyzovať holú dosku plošných spojov, ktorú je možné použiť ako doplnok k analýze príčin poruchy. Ak je príčinou zlyhania získaná v štádiu analýzy produktu zlyhania to, že chyba na PCB s holou doskou spôsobí ďalšie zlyhanie spoľahlivosti, potom ak má PCB s holou doskou rovnakú chybu, po rovnakom procese spracovania ako chybný produkt, malo by to odrážať rovnaký Rovnaký režim zlyhania ako pri chybnom produkte. Ak sa nezopakuje rovnaký spôsob poruchy, môže to znamenať iba to, že analýza príčiny zlyhania produktu je nesprávna alebo prinajmenšom neúplná.

Test opakovania

Keď je miera zlyhania veľmi nízka a analýza PCB na holých doskách sa nedá získať, je potrebné reprodukovať chyby PCB a ďalej reprodukovať spôsob zlyhania chybného produktu, aby analýza zlyhania tvorila uzavretú slučku.

Vzhľadom na rastúci počet zlyhaní spoľahlivosti DPS v súčasnosti poskytuje analýza porúch dôležité informácie z prvej ruky pre optimalizáciu návrhu, zlepšovanie procesov a výber materiálu a je východiskovým bodom pre rast spoľahlivosti. Od svojho založenia sa Xingsen Technology Central Laboratory venuje výskumu v oblasti analýzy zlyhania spoľahlivosti. Od tohto čísla postupne predstavíme naše skúsenosti a typické prípady analýzy porúch spoľahlivosti.