ตั้งแต่ 1950s ยุคต้น ๆ คณะกรรมการวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นโมดูลโครงสร้างพื้นฐานของบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มาโดยตลอด ในฐานะผู้ให้บริการส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ และศูนย์กลางของการส่งสัญญาณวงจร คุณภาพและความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบดังกล่าวจะกำหนดคุณภาพของบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด และความน่าเชื่อถือ ด้วยการย่อขนาด น้ำหนักเบา และความต้องการมัลติฟังก์ชั่นของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ และการส่งเสริมกระบวนการที่ปราศจากสารตะกั่วและปราศจากฮาโลเจน ข้อกำหนดสำหรับความน่าเชื่อถือของ PCB จะสูงขึ้นและสูงขึ้น ดังนั้นจะระบุปัญหาความน่าเชื่อถือของ PCB ได้อย่างรวดเร็วและทำให้สอดคล้องกันได้อย่างไร มาตรการ การปรับปรุงความน่าเชื่อถือได้กลายเป็นประเด็นสำคัญอย่างหนึ่งสำหรับบริษัท PCB

ปัญหาความน่าเชื่อถือของ PCB ทั่วไปและตำนานทั่วไป

ความสามารถในการบัดกรีไม่ดี

(ไม่เปียก)

การบัดกรีไม่ดี (ไม่เปียก)

การเชื่อมโลหะ

(ผลหมอน)

พันธะไม่ดี

กระดานระเบิดชั้น

วงจรเปิด (รูทะลุ)

วงจรเปิด

(รูบอดด้วยเลเซอร์)

วงจรเปิด (สาย)

วงจรเปิด (ICD)

ไฟฟ้าลัดวงจร (CAF)

ไฟฟ้าลัดวงจร (ECM)

กระดานไหม้

ในการวิเคราะห์ความล้มเหลวที่แท้จริงของปัญหาความน่าเชื่อถือ กลไกความล้มเหลวของโหมดความล้มเหลวเดียวกันอาจซับซ้อนและหลากหลาย ดังนั้น เช่นเดียวกับการตรวจสอบกรณีต่างๆ จำเป็นต้องมีการคิดวิเคราะห์ที่ถูกต้อง การคิดเชิงตรรกะอย่างพิถีพิถัน และวิธีการวิเคราะห์ที่หลากหลาย ค้นหาสาเหตุที่แท้จริงของความล้มเหลว ในขั้นตอนนี้ ความประมาทเลินเล่อในลิงก์ใดๆ อาจทำให้เกิดกรณี “ไม่ยุติธรรม เป็นเท็จ และตัดสินอย่างผิดพลาด”

การวิเคราะห์ทั่วไปของการรวบรวมข้อมูลเบื้องหลังปัญหาความน่าเชื่อถือ

ข้อมูลเบื้องหลังเป็นพื้นฐานของการวิเคราะห์ความล้มเหลวสำหรับปัญหาความน่าเชื่อถือ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อแนวโน้มของการวิเคราะห์ความล้มเหลวที่ตามมาทั้งหมด และมีอิทธิพลชี้ขาดต่อการกำหนดกลไกขั้นสุดท้าย ดังนั้น ก่อนการวิเคราะห์ความล้มเหลว ควรรวบรวมข้อมูลเบื้องหลังความล้มเหลวให้มากที่สุด โดยปกติแล้วจะรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียง:

(1) ขอบเขตความล้มเหลว: ข้อมูลชุดความล้มเหลวและอัตราความล้มเหลวที่สอดคล้องกัน

① หากมีปัญหาในการผลิตจำนวนมากในการผลิตจำนวนมากหรืออัตราความล้มเหลวต่ำ ความเป็นไปได้ของการควบคุมกระบวนการที่ผิดปกติจะมีมากขึ้น

②ถ้าชุดแรก/หลายชุดมีปัญหา หรืออัตราความล้มเหลวสูง อิทธิพลของวัสดุและปัจจัยการออกแบบไม่สามารถตัดออก

⑵Pre-treatment for failure: PCB หรือ PCBA ได้ผ่านชุดของกระบวนการบำบัดล่วงหน้าก่อนที่จะเกิดความล้มเหลว การปรับสภาพเบื้องต้นทั่วไปรวมถึงการอบก่อนรีโฟลว์ การบัดกรีรีโฟลว์รีโฟลว์ไร้สารตะกั่ว/ไร้สารตะกั่ว การบัดกรีด้วยคลื่นไร้สารตะกั่ว/ไร้สารตะกั่ว และการบัดกรีด้วยมือ ฯลฯ หากจำเป็น คุณต้องเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ในแต่ละขั้นตอน – กระบวนการบำบัด (วางประสาน ตาข่ายเหล็ก ลวดบัดกรี ฯลฯ) ), อุปกรณ์ (กำลังบัดกรีเหล็ก ฯลฯ) และพารามิเตอร์ (เส้นโค้ง reflow พารามิเตอร์การบัดกรีด้วยคลื่น อุณหภูมิการบัดกรีด้วยมือ ฯลฯ)

(3) สถานการณ์ความล้มเหลว: ข้อมูลเฉพาะเมื่อ PCB หรือ PCBA ล้มเหลว บางส่วนอยู่ในระหว่างการประมวลผลล่วงหน้า เช่น กระบวนการบัดกรีและการประกอบ เช่น การบัดกรีอ่อน การหลุดลอก ฯลฯ บางส่วนอยู่ในช่วงอายุที่ตามมา การทดสอบ หรือแม้กระทั่งความล้มเหลวระหว่างการใช้งาน เช่น CAF, ECM, การเบิร์นอิน ฯลฯ ต้องเข้าใจกระบวนการล้มเหลวและพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องโดยละเอียด

ความล้มเหลวในการวิเคราะห์ PCB/PCBA

โดยทั่วไปแล้ว จำนวนของสินค้าที่ล้มเหลวนั้นมีจำกัด หรือแม้แต่เพียงรายการเดียวเท่านั้น ดังนั้น การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวต้องเป็นไปตามหลักการของการวิเคราะห์ทีละชั้นจากภายนอกสู่ภายใน จากแบบไม่ทำลายจนถึงแบบทำลายล้าง และหลีกเลี่ยงการทำลายจุดที่เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร:

(1) การสังเกตลักษณะที่ปรากฏ

การสังเกตลักษณะที่ปรากฏเป็นขั้นตอนแรกในการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลว วิศวกรวิเคราะห์ความล้มเหลวที่มีประสบการณ์สามารถระบุสาเหตุที่เป็นไปได้หลายประการของความล้มเหลวและดำเนินการวิเคราะห์ติดตามผลตามเป้าหมายผ่านการปรากฏตัวของไซต์ที่ล้มเหลวและรวมกับข้อมูลเบื้องหลัง แต่ควรสังเกตว่ามีหลายวิธีในการสังเกตลักษณะที่ปรากฏ รวมถึงการตรวจสอบด้วยสายตา แว่นขยายแบบใช้มือถือ แว่นขยายแบบตั้งโต๊ะ กล้องจุลทรรศน์สเตอริโอ และกล้องจุลทรรศน์โลหการ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างของแหล่งกำเนิดแสง หลักการถ่ายภาพ และความลึกของการสังเกต จึงจำเป็นต้องวิเคราะห์ลักษณะที่ปรากฏของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องอย่างครอบคลุมร่วมกับปัจจัยของอุปกรณ์ หลีกเลี่ยงการตัดสินที่เร่งรีบเพื่อสร้างการคาดเดาเชิงอัตวิสัยแบบอุปาทาน ทำให้การวิเคราะห์ความล้มเหลวไปในทิศทางที่ผิด และสิ้นเปลืองผลิตภัณฑ์และการวิเคราะห์ที่มีค่าโดยเปล่าประโยชน์ เวลา.

(2) การวิเคราะห์แบบไม่ทำลายในเชิงลึก

สำหรับความล้มเหลวบางอย่าง จะใช้เฉพาะการสังเกตด้วยสายตาเท่านั้น และไม่สามารถรวบรวมข้อมูลความล้มเหลวที่เพียงพอ หรือแม้แต่ไม่พบจุดความล้มเหลว เช่น การแยกส่วน การเชื่อมที่ผิดพลาด และการเปิดภายใน ในขณะนี้ ต้องใช้วิธีการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายอื่นๆ เพื่อเก็บรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติม รวมถึงการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง, 3D X-RAY, การถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรด, การตรวจจับตำแหน่งลัดวงจร ฯลฯ

ในขั้นตอนของการสังเกตลักษณะที่ปรากฏและการวิเคราะห์แบบไม่ทำลาย จำเป็นต้องให้ความสนใจกับลักษณะทั่วไปหรือลักษณะตรงกันข้ามระหว่างผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวต่างๆ ซึ่งสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการตัดสินความล้มเหลวที่ตามมาได้ หลังจากรวบรวมข้อมูลเพียงพอในขั้นตอนการวิเคราะห์แบบไม่ทำลายแล้ว คุณสามารถเริ่มการวิเคราะห์การทำลายเป้าหมายได้

(3) การวิเคราะห์ความเสียหาย

การวิเคราะห์การทำลายผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้และเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด ซึ่งมักจะกำหนดความสำเร็จหรือความล้มเหลวของการวิเคราะห์ความล้มเหลว มีหลายวิธีในการวิเคราะห์การทำลาย เช่น กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดและการวิเคราะห์องค์ประกอบ การแบ่งส่วนแนวนอน/แนวตั้ง FTIR เป็นต้น ซึ่งไม่ได้อธิบายไว้ในส่วนนี้ ในขั้นตอนนี้ วิธีการวิเคราะห์ความล้มเหลวมีความสำคัญอย่างยิ่ง แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือความเข้าใจและการตัดสินปัญหาข้อบกพร่อง และความเข้าใจที่ถูกต้องและชัดเจนเกี่ยวกับโหมดความล้มเหลวและกลไกความล้มเหลว เพื่อค้นหาสาเหตุของความล้มเหลวที่แท้จริง

การวิเคราะห์ PCB บอร์ดเปล่า

เมื่ออัตราความล้มเหลวสูง จำเป็นต้องวิเคราะห์ PCB เปล่าซึ่งสามารถใช้เป็นส่วนเสริมของการวิเคราะห์สาเหตุของความล้มเหลว เมื่อสาเหตุของความล้มเหลวที่ได้รับในขั้นตอนการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ความล้มเหลวคือข้อบกพร่องของ PCB บอร์ดเปล่าทำให้เกิดความล้มเหลวด้านความน่าเชื่อถือเพิ่มเติม ถ้า PCB ของบอร์ดเปล่ามีข้อบกพร่องเหมือนกัน หลังจากกระบวนการประมวลผลเดียวกันกับผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลว ควรสะท้อนถึง เดียวกัน โหมดความล้มเหลวเดียวกันกับผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลว หากไม่มีการสร้างโหมดความล้มเหลวแบบเดียวกัน อาจหมายถึงการวิเคราะห์สาเหตุของผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวนั้นไม่ถูกต้อง หรืออย่างน้อยก็ไม่สมบูรณ์

การทดสอบการเกิดซ้ำ

เมื่ออัตราความล้มเหลวต่ำมากและไม่สามารถได้รับความช่วยเหลือจากการวิเคราะห์ PCB ของบอร์ดเปล่า จำเป็นต้องทำซ้ำข้อบกพร่องของ PCB และสร้างโหมดความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ที่ล้มเหลวซ้ำอีกครั้ง เพื่อให้การวิเคราะห์ความล้มเหลวก่อตัวเป็นวงปิด

เมื่อเผชิญกับความล้มเหลวด้านความน่าเชื่อถือของ PCB ที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน การวิเคราะห์ความล้มเหลวให้ข้อมูลโดยตรงที่สำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ การปรับปรุงกระบวนการ และการเลือกวัสดุ และเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการเติบโตด้านความน่าเชื่อถือ นับตั้งแต่ก่อตั้ง Xingsen Technology Central Laboratory ได้ทุ่มเทให้กับการวิจัยในด้านการวิเคราะห์ความล้มเหลวของความน่าเชื่อถือ เริ่มต้นจากปัญหานี้ เราจะค่อยๆ แนะนำประสบการณ์และกรณีทั่วไปในการวิเคราะห์ความล้มเหลวของความน่าเชื่อถือ