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pcb板设计之十大失效分析技术(一)

Release Time:2019-12-14 Edit the author:金致卓 Reading:871

作为各种组件的载体和电路信号传输的枢纽,PCB已成为电子信息产品最重要和至关重要的部分。  PCB的质量和可靠性决定了整个设备的质量和可靠性。 但是,由于成本和技术原因,在PCB的生产和应用过程中发生了大量故障。  

对于这种故障问题,我们需要使用一些常见的故障分析技术来确保制造过程中PCB的质量和可靠性水平。 总结了十种主要的故障分析技术,以供参考。  

 1.外观检查

外观检查是通过目视检查或使用某些简单的仪器(例如,体视显微镜,金相显微镜甚至放大镜)来检查PCB的外观,以找到 零件故障和相关的物理证据。 主要作用是定位故障并初步确定PCB的故障模式。 外观检查主要检查PCB的污染,腐蚀,爆炸板的位置,电路布线和故障的规律性。 如果是批量或单个,它总是集中在某个区域等等。 此外,还有许多PCB故障只有在组装成PCBA之后才发现。 失效是否是由组装过程引起的以及过程中所用材料的影响还需要仔细检查失效区域的特性。  

 2,X射线透视检查

对于某些无法通过外观检查的部分以及PCB内部的通孔和其他内部缺陷,我们必须使用X射线透视检查系统 去检查。  X射线荧光透视系统使用不同的材料厚度或不同的材料密度来吸收X射线或通过不同的原理透射光。 此技术更多地用于检查PCBA焊点内部的缺陷,通孔内部的缺陷以及高密度封装BGA或CSP器件的缺陷焊点的位置。 当前的工业X射线荧光透视设备的分辨率可以达到小于一微米,并且它已经从二维成像设备转变为三维成像设备。 甚至五维(5D)设备都已用于包装检查,但是这种5D X荧光透视系统非常昂贵,很少在工业中得到实际应用。  

 3,切片分析

切片分析是通过一系列方法和步骤(例如取样,镶嵌,切片,抛光,腐蚀, 和观察。 通过切片分析,您可以获得有关PCB微观结构的丰富信息(通孔,电镀等),这为下一步的质量改进提供了良好的基础。 但是,此方法具有破坏性。 切片后,样品将被销毁。 同时,该方法需要大量的样品制备,并且样品制备需要很长时间,这需要训练有素的技术人员来完成。 有关详细的切片过程,请参阅IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810过程。

4.扫描声显微镜

目前,C模式超声扫描声显微镜主要用于电子包装或组装分析。 它是在材料与相和极的不连续界面上使用高频超声反射。 成像方法基于图像的变化,而扫描方法是沿Z轴在XY平面中扫描信息。 因此,扫描声显微镜可用于检测组件,材料以及PCB和PCBA中的各种缺陷,包括裂纹,分层,夹杂物和空隙。 如果扫描声的频率宽度足够大,则还可以直接检测焊点的内部缺陷。 典型的扫描声像是红色警告色,表示存在缺陷。 由于在SMT工艺中使用了许多塑料封装的组件,因此在将铅转换为无铅的过程中会出现大量对水分回流敏感的问题。 即,吸湿性塑料包装装置在更高的无铅工艺温度下回流时将具有内部或基板分层龟裂现象,并且普通的PCB经常在无铅工艺的高温下破裂。 这时,扫描声学显微镜突出了其在多层高密度PCB的无损检测中的特殊优势。 通常,只有通过肉眼检查才能发现明显的破裂板。  

 5.微红外分析

微红外分析是一种结合了红外光谱和显微镜的分析方法。 它使用不同的材料(主要是有机物质)吸收具有不同吸收率的红外光谱。 原理:分析材料的化学成分,并结合显微镜使可见光和红外光具有相同的光路。 只要在可见的视野内,就可以找到痕量有机污染物进行分析。 如果不使用显微镜,通常红外光谱只能分析大量样品。 在电子过程中的许多情况下,痕量污染会导致PCB焊盘或引脚的可焊性差。 可以想象,如果没有显微镜的红外光谱很难解决工艺问题。 微红外分析的主要目的是分析焊接表面或接头表面上的有机污染物,并分析腐蚀或可焊性差的原因。


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