З початку 1950s, друкована плата (PCB) завжди був основним структурним модулем електронної упаковки. Як носій різних електронних компонентів і концентратор передачі сигналу ланцюга, його якість і надійність визначають якість всієї електронної упаковки. І надійність. Завдяки мініатюризації, малому вазі та багатофункціональним вимогам до електронних виробів, а також просуванню процесів без свинцю та галогенів, вимоги до надійності друкованих плат будуть ставати все вищими, тому як швидко знайти проблеми з надійністю друкованих плат і зробити відповідні заходи Підвищення надійності стало одним із важливих питань для компаній з виготовлення друкованих плат.

Поширені проблеми з надійністю друкованих плат і типові легенди

Погана пайка

(Не змочується)

Погана пайка (незмочування)

Зварювання

(Ефект подушки)

Погане зчеплення

Багатошарова дошка вибуху

Обрив ланцюга (наскрізний отвір)

розімкнутий контур

(Лазерний сліпий отвір)

Обрив ланцюга (лінія)

Обрив ланцюга (ICD)

коротке замикання (CAF)

коротке замикання (ECM)

Згоріла дошка

У реальному аналізі проблем надійності відмов, механізм відмови одного і того ж режиму відмови може бути складним і різноманітним. Тому, як і розслідування справи, воно вимагає правильного аналізу мислення, прискіпливого логічного мислення та різноманітних методів аналізу. Знайдіть справжню причину невдачі. У цьому процесі будь-яка недбалість у будь-якому посиланні може призвести до «несправедливих, хибних і помилкових» випадків.

Загальний аналіз проблем надійності збір довідкової інформації

Довідкова інформація є основою аналізу відмов для проблем надійності, що безпосередньо впливає на тенденцію всіх наступних аналізів відмов і має вирішальний вплив на остаточне визначення механізму. Тому перед аналізом відмов необхідно зібрати якомога більше інформації, що стоїть за несправністю, зазвичай включаючи, але не обмежуючись,:

(1) Обсяг збоїв: інформація про пакет відмов та відповідний рівень відмов

① Якщо є проблема в одній партії в масовому виробництві, або рівень відмов низький, ймовірність ненормального контролю процесу є більшою;

②Якщо перша партія/кілька партій мають проблеми, або рівень відмов високий, не можна виключати вплив матеріалів та факторів конструкції;

⑵Попередня обробка на випадок несправності: чи пройшла друкована плата чи друкована плата за серію процесів попередньої обробки, перш ніж виникне збій. Звичайні попередні обробки включають випікання перед оплавленням, безсвинцеве/безсвинцеве оплавлення, безсвинцеве/безсвинцеве хвильове паяння та паяння вручну тощо. Якщо необхідно, вам потрібно дізнатися більше про матеріали, які використовуються для кожної попередньої обробки. – інформацію про процес обробки (паяльна паста, сталева сітка, паяльний дріт тощо), обладнання (потужність паяльника тощо) та параметри (крива оплавлення, параметри хвильової пайки, температура ручної пайки тощо);

(3) Сценарії збою: конкретна інформація, коли друкована плата або друкована плата виходить з ладу, деякі з них знаходяться на попередній обробці, як-от процес пайки та складання, наприклад, погана пайка, розшарування тощо; деякі з них підлягають подальшому старінню, випробуванню або навіть збою під час використання, наприклад CAF, ECM, вигоряння тощо; необхідно детально зрозуміти процес відмови та пов’язані з ним параметри;

Аналіз несправності PCB/PCBA

Взагалі кажучи, кількість невдалих продуктів обмежена, а то й лише одна. Тому аналіз несправної продукції повинен здійснюватися за принципом пошарового аналізу ззовні всередину, від неруйнівного до деструктивного, і уникати передчасного руйнування місця відмови:

(1) Спостереження за зовнішнім виглядом

Спостереження за зовнішнім виглядом є першим кроком в аналізі невдалих продуктів. Завдяки зовнішньому вигляду місця збою та в поєднанні з довідковою інформацією досвідчені інженери з аналізу відмов можуть в основному визначити декілька можливих причин відмови та провести цілеспрямований подальший аналіз. Але слід зазначити, що існує багато способів спостереження за зовнішнім виглядом, включаючи візуальний огляд, ручну лупу, настільну лупу, стереомікроскоп і металургійний мікроскоп. Однак через різницю в джерелі світла, принципі зображення та глибині спостереження зовнішній вигляд відповідного обладнання потребує всебічного аналізу разом із факторами обладнання. Уникайте поспішних суджень, щоб сформувати упереджені суб’єктивні припущення, спрямовуючи аналіз невдач у неправильному напрямку та витрачаючи цінні недійсні продукти та аналіз. час.

(2) Поглиблений неруйнівний аналіз

Для деяких поломок використовуються лише візуальні спостереження, і неможливо зібрати достатню інформацію про несправності, або навіть неможливо знайти точки відмови, такі як розшарування, помилкове зварювання та внутрішнє розкриття. На даний момент для подальшого збору інформації необхідні інші методи неруйнівного аналізу, включаючи ультразвукове виявлення дефектів, 3D рентгенівське випромінювання, інфрачервоне тепловізійне зображення, виявлення місця короткого замикання тощо.

На етапі спостереження за зовнішнім виглядом та неруйнівного аналізу необхідно звернути увагу на спільні або протилежні характеристики між різними несправними виробами, які можуть бути використані як еталон для подальшого оцінювання несправностей. Зібравши достатньо інформації на етапі неруйнівного аналізу, ви можете розпочати цілеспрямований аналіз знищення.

(3) Аналіз пошкоджень

Аналіз руйнування несправної продукції є незамінним і найважливішим кроком, який часто визначає успіх або невдачу аналізу відмов. Існує багато методів аналізу руйнування, таких як скануюча електронна мікроскопія та елементний аналіз, горизонтальне/вертикальне розрізання, FTIR тощо, які не описані в цьому розділі. На цьому етапі, безумовно, важливий метод аналізу відмов, але важливішим є розуміння та оцінка проблеми дефекту, а також правильне і чітке розуміння режиму відмови та механізму відмови, щоб знайти справжню причину відмови.

Аналіз друкованої плати голої плати

Коли рівень відмов високий, необхідно проаналізувати друковану плату голої плати, яку можна використовувати як доповнення до аналізу причин відмови. Коли причина відмови, отримана на етапі аналізу продукту збою, полягає в тому, що дефект друкованої плати голої плати спричиняє подальший збій надійності, тоді, якщо друкована плата голої плати має той самий дефект, після того ж процесу обробки, що й несправний продукт, він повинен відображати той же самий режим відмови, що і продукт з ладу. Якщо той самий режим відмови не відтворюється, це може означати лише те, що аналіз причини несправності виробу неправильний або принаймні неповний.

Тест на рецидив

Коли рівень відмов дуже низький і неможливо отримати допомогу від аналізу друкованої плати голої плати, необхідно відтворити дефекти друкованої плати та далі відтворити режим відмови продукту з ладу, щоб аналіз відмов утворив замкнений цикл.

Зіткнувшись із зростаючою кількістю збоїв у надійності друкованих плат сьогодні, аналіз відмов надає важливу інформацію з перших рук для оптимізації дизайну, вдосконалення процесу та вибору матеріалів, а також є відправною точкою для зростання надійності. З моменту свого створення Центральна лабораторія технологій Xingsen займається дослідженнями в галузі аналізу збоїв у надійності. Починаючи з цього питання, ми поступово представимо наш досвід і типові випадки аналізу відмов надійності.