З початку 1950-х рр. друкована плата (PCB) є основним конструктивним модулем електронної упаковки, як носій різних електронних компонентів і концентратор передачі сигналу схеми, його якість і надійність визначають якість і надійність всієї електронної упаковки. З мініатюризацією, легкістю та багатофункціональними вимогами до електронних виробів, а також заохоченням процесів без свинцю та галогенів, вимоги до надійності друкованих плат будуть все вищими. Таким чином, як швидко знайти проблеми надійності друкованих плат і зробити відповідне підвищення надійності стало одним із важливих питань для підприємств друкованих плат.

Поширені проблеми з надійністю друкованих плат і типові легенди

Погана пайка

(Без змочування)

Погана пайка (незмочування)

Віртуальне зварювання

(Ефект подушки)

Погана залежність

Пошарова обробка плитами

Обрив ланцюга (наскрізний отвір)

Відкрита схема

(Лазерний сліпий отвір)

Відкрита схема

Обрив ланцюга (ICD)

коротке замикання (CAF)

коротке замикання (ECM)

Палаюча плита

Однак при аналізі відмов практичних проблем надійності механізм відмови одного і того ж виду відмов може бути складним і різноманітним. Тому, як і при розслідуванні справи, потрібні правильне аналітичне мислення, суворе логічне мислення та різноманітні методи аналізу, щоб знайти справжню причину невдачі. У цьому процесі будь-яке посилання є дещо недбалим, може призвести до «несправедливого, хибного та неправильного випадку».

Загальний аналіз проблем надійності Довідкова інформація Збір інформації

Довідкова інформація є основою аналізу відмов щодо проблем надійності, 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) Діапазон відмов: інформація про пакет відмов та відповідний рівень відмов

(1) Якщо одна партія має проблеми з масовим виробництвом або низький рівень відмов, то ймовірність ненормального контролю процесу є більшою;

(2) Якщо є проблеми в першій партії/кілька партіях, або рівень відмов високий, не можна виключати вплив матеріалів і факторів конструкції;

(2) Лікування перед відмовою: чи друкована плата чи друкована плата пройшли серію процедур попередньої обробки, перш ніж виникне збій. Звичайна попередня обробка включає зворотний холодильник перед випіканням, / безсвинцеве оплавлення та/безсвинцеве хвильове зварювання та ручне зварювання тощо, коли необхідно детально зрозуміти всі матеріали, які використовуються в процесі попередньої обробки (наприклад, паяльна паста, інформація про трафарет, паяльний дріт тощо), обладнання (потужність паяльника тощо) та параметри (крива потоку та параметри хвильової пайки, температура ручної пайки тощо);

(3) Ситуація відмови: конкретна інформація, коли друкована плата або друкована плата виходить з ладу, деякі з яких вийшли з ладу в процесі попередньої обробки, наприклад, зварювання та складання, наприклад, погана пайка, розшарування тощо; Деякі знаходяться в подальшому старінні, тестуванні і навіть використанні відмови, наприклад, CAF, ECM, горіння пластини і т.д.; Детальне розуміння процесу відмови та пов’язаних з ним параметрів;

Аналіз несправності PCB/PCBA

Взагалі кажучи, кількість несправних виробів обмежена, а то й лише одна штука, тому аналіз несправних виробів повинен здійснюватися за принципом пошарового аналізу ззовні всередину, від неруйнування до руйнування, у будь-якому випадку уникати передчасного руйнування. місця збою:

(1) Спостереження за зовнішнім виглядом

Спостереження за зовнішнім виглядом є першим кроком аналізу несправності продукту. 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 відповідно провести подальший аналіз. Однак слід зазначити, що існує багато способів спостереження за зовнішнім виглядом, включаючи візуальну, ручну лупу, настільну лупу, стереоскопічний мікроскоп і металографічний мікроскоп. Однак через відмінності в джерелі світла, принципі зображення та глибині різкості спостереження, морфологію, що спостерігається відповідним обладнанням, необхідно всебічно проаналізувати на основі факторів обладнання. Забороняється робити поспішні судження та формувати упереджені суб’єктивні припущення, що веде до неправильного напрямку аналізу відмов і витрачає дорогоцінні несправні вироби та час аналізу.

(2) Поглиблений неруйнівний аналіз

Для деяких поломок лише спостереження за зовнішнім виглядом не може зібрати достатньо інформації про несправність, або навіть не вдається знайти точку відмови, наприклад, розшарування, віртуальне зварювання та внутрішнє розкриття тощо. Наразі слід використовувати інші методи неруйнівного аналізу, щоб збирати додаткову інформацію, включаючи ультразвукове виявлення дефектів, тривимірне рентгенівське випромінювання, інфрачервоне тепловізійне зображення, виявлення місця короткого замикання тощо.

На етапі спостереження за зовнішнім виглядом і неруйнівного аналізу необхідно звернути увагу на спільні або відмінні характеристики різних продуктів відмов, які можуть бути використані для подальшого оцінювання несправностей. Після того, як на етапі неруйнівного аналізу буде зібрано достатньо інформації, можна розпочати цілеспрямований аналіз відмов.

(3) Аналіз відмов

Аналіз невдач є незамінним і є найважливішим кроком, який часто визначає успіх або невдачу аналізу невдач. Існує багато методів аналізу відмов, таких як скануюча електронна мікроскопія та елементний аналіз, горизонтальний/вертикальний розріз, FTIR тощо, які не будуть описані в цьому розділі. На цьому етапі, хоча метод аналізу відмов є важливим, 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 дуже високий, аналіз оголеної друкованої плати необхідний як доповнення до аналізу причин відмови. Якщо причиною відмови, отриманою на етапі аналізу, є дефект друкованої плати з оголеної плати, що призводить до подальшого збою в надійності, тоді, якщо друкована плата голої плати має той самий дефект, той самий режим відмови, що й несправний продукт, повинен бути відображений після тієї ж обробки. процес як несправний продукт. Якщо той самий режим відмови не відтворюється, то аналіз причин несправності продукту неправильний або, принаймні, неповний.