Od poceni igrač in pametnih telefonov do izpopolnjenih računalnikov in radarskih detektorskih sistemov so tiskana vezja kritična sestavina današnje elektronske in industrijske tehnologije. Skoraj vsaka elektronska naprava ima enega od neodvisnih modulov kompleksnih medsebojno povezanih elektronskih komponent, vključno z upori, kondenzatorji, tranzistorji, diodami in varovalkami.
Industrija elektronike se usmerja k bolj miniaturnosti, vodilni inženirji oblikovanja pa proizvajajo hitrejšo, manjšo in bolj zapleteno tehnologijo vezja z višjo kakovostjo in nižjimi stroški.
Pomembno je, da tiskano vezje opravlja svojo funkcijo in podpira večjo elektronsko napravo. Zato morajo proizvajalci PCB imeti sistem, ki spremlja in preskuša vsako komponento, da se zagotovi, da ustreza različnim standardom in zagotavlja največjo učinkovitost.
Kadar komponenta ne uspe, bi morali analitiki uporabiti različne postopke, orodja in tehnike. Natančno morajo določiti, zakaj naprava ni uspela in kako bo preprečila prihodnje okvare. Naslednji postopki predstavljajo edinstvene izzive za elektronsko analizo napak:
Za izdelavo celotnega sklopa PCB je potrebnih več strojev in materialov, vključno z:
Nekateri stroji imajo samodejne funkcije, ki izvajajo preglede na različnih točkah, operaterji pa izvajajo vizualne preglede pred, med ali takoj po opravljeni nalogi.
Vendar veliko PCB-jev verjetno ne bo uspelo v zadnjem testu. Ko se pojavi težava, je pomembno izvesti učinkovito elektronsko analizo napak, da dobite jasne in natančne podrobnosti o izvoru težave in zagotovite, da se težava ne ponovi.
Tehnik mora opraviti analizo vzroka - ne simptomov -, da ugotovi vzrok napake in izvede korektivne ukrepe za rešitev težave. Analiza napak prav tako nudi inženirjem oblikovanja dragocene povratne informacije o tem, kako:
Vsako podjetje, ki proizvaja elektronsko opremo, poskuša doseči ničelno proizvodnjo napak. Da bi dosegli ta cilj, morajo biti proizvajalci sposobni opraviti analizo okvare tiskanih vezij. Nekatera podjetja se za kompleksnejše težave zanašajo na zunanje strokovno znanje.
Motnje v delovanju so lahko uničujoče za številne sisteme z visoko zanesljivostjo, na primer oljne ploščadi, vesoljski sateliti, medicinske pripomočke za vsaditev in druge sisteme. Kar zadeva potrošniške izdelke, ima lahko na koncu en sam učinek napake, ki ga je mogoče ponoviti na tisoče ali milijone krat.
Analiza napak elektronskih naprav zagotavlja sistematičen postopek, ki pomaga organizacijam raziskati in razumeti, zakaj elektronska komponenta ni uspela. Učinkovita raziskava lahko odvisno od narave okvare prepozna način odpovedi, mehanizem in dejavnike, ki določajo napetosti in druge težave, ki povzročajo okvaro.
Na primer, napake spajkalnega spoja večinoma pomenijo odpoved PCB. Proizvajalci lahko odkrijejo osnovni vzrok okvarjenih povezav, kot so pomanjkanje paste za spajkanje, vrzel med ploščico PCB in kablom sestavnega dela ali slab profil ponovnega polnjenja, nato pa uporabijo preventivne ukrepe. Da bi odpravili prihodnje okvare, se lahko izognemo onesnaženju paste ali zagotovimo pravilno razmerje stranic. Metode, uporabljene v analizi, so odvisne od resnosti okvare in vrste težave. Lahko segajo od preprostih električnih meritev do ocenjevanja vzorčnih odsekov pod mikroskopom.
Učinkovita in učinkovita analiza temeljnih vzrokov omogoča proizvajalcem, da začnejo s potrebnimi korektivnimi ukrepi, da preprečijo, da bi se težava ponovila. Postopki analize napak ocenijo zanesljivost izdelka delovne komponente in ugotovijo, kako je izdelek razvit.
Obstaja vrsta ustreznih testov za prepoznavanje napak. Ko analitik napak razume napake in kako jih preprečiti, lahko izboljša proizvodni postopek in sklope, ki jih ustvari.
Tradicionalne tehnike za analizo napak tiskanih vezij se osredotočajo na metodo "rezine in kocke". Ta tehnika uporablja kombinacijo zunanjih tehnik, kot so električno testiranje, vizualni pregled, rentgen in prerez.
Naslednji PCB testi imajo največjo uspešnost in ponujajo prednosti za proizvajalce PCB:
Mikro-odsek, včasih imenovan odsek ali metalografska priprava, se nanaša na testno metodo PCB, ki se uporablja za raziskovanje:
Termo-mehanske okvare
Napake komponent
Odprta ali kratke hlače
Napake pri obdelavi zaradi ponovnega spajkanja
Ocene surovin
Analitik napak iz vzorca odstrani dvodimenzionalno rezino, ki razkrije lastnosti na kartici. Analiza mikrosekcij, ki se šteje za destruktivno preskusno metodo, daje tehniku natančno tehniko, ki izolira ustrezno elektronsko komponento in del odstrani iz vzorca PCB.
Tehnik pripravi komponento v epoksidno smolo ali drug lonček in pusti, da se strdi in strdi. Ko se komponenta strdi, tehnik uporabi tehniko obrabe, da pridobi in razkrije sestavni del ter polira del, dokler ni odseven in pripravljen za testiranje. Mikro odsek zahteva od analitika, da primerja vzorec z drugo komponento obdelave. Prednost te preskusne metode je, da lahko vzorec položi na ravno površino in vsak del investira skupaj.
Oprema za elektronsko in optično mikroskopijo lahko pregleda debelino plošč, vmesno debelino kovinske plasti ali okvare spajkalnih spojev. Analitik bi moral poudariti škodo in ugotoviti vzrok uničenja. Standardi kakovosti PC-MS-810 in ASTM E3 urejajo preskuse v mikrorezu.
V skladu z IPC-T-50 "bazna topnost" opisuje enostavnost vlaženja površine kovine ali kovinskih zlitin s staljenim spajkalnikom pod minimalnimi realnimi pogoji. Na splošno so lahko težave pri montaži proizvodnih postopkov PCB vprašanja, povezana z oksidacijo in napačno uporabo maske za spajkanje. Da bi zmanjšali možnost okvare, večina proizvaja preskusno komponento in sposobnost PCB-ja za spajkanje, kar zagotavlja stabilnost površine in povečuje verjetnost ustvarjanja zanesljivega spajkalnega spoja.
Metoda odpovedi topljivosti ponovno vzpostavi stik med spajkalnikom in materialom ter ovrednoti moč vlaženja in kakovost spajke. Postopek ravnotežja pri namakanju izmeri silo namakanja in čas od stika do sile namakanja. Preizkus topljivosti lahko preveri, ali bodo komponente ustrezale specifikacijam in standardom kakovosti.
Tehnika pomaga tudi določiti, kakšen učinek shranjevanja komponent za spajkanje ima na PCB-jih. Prav tako omogoča natančno merjenje, zakaj je prišlo do napake. Testiranje topljivosti deluje za številne aplikacije, vključno z:
Ocenjevanje PCB prevleke
Ocena spajkalnika
Ocena toka
primerjava
Nadzor kakovosti
Analitik napak mora imeti izkušnje z razlikovanjem različnih površinskih pogojev in razumevanjem sprejemljivih zahtev preskusne tehnike. Analitik mora imeti tudi potrebno strokovno znanje za pravilno uporabo določenih pogojev. Standardi IPC-J-STD-002 in 003 urejajo vse preskuse topljivosti.
Kontaminacija lahko povzroči različne težave, kot so korozija, propadanje, metalizacija in hiter razpad medsebojnih povezav žičnih vezi. Čeprav obdelava in montaža tiskanih vezi poteka v izjemno čistem okolju, ki je namenjeno preprečevanju onesnaženja zraka in komponent pred onesnaženjem, se okužba pojavi in je eden najpogostejših vzrokov za okvaro delov.
Človeški stranski proizvodi, uporaba, ostanki toka in produkti reakcije so pogosto viri onesnaženja. Mnogi proizvajalci uporabljajo agresivne kemične procese med proizvodnjo PCB, ki vključujejo:
Tekočina za graviranje bakra
Praški za izravnavanje vročega zraka
Elektrolitične raztopine
Vodotopno spajkanje
Uporaba kemikalij običajno zahteva postopek čiščenja. Industrija elektronike je sprožila test ionskega onesnaženja, ki meri učinkovitost čiščenja in stabilnost procesa čiščenja. Preizkus kontaminacije meri količino ionske kontaminacije v vzorcu. Preizkušanje kontaminacije vključuje potopitev vzorca PCB v raztopino. Raztopina raztopi ionsko onesnaženje, kar povzroči spremembo strukture raztopine in pomembno vpliva na vrednosti ali odčitke.
Tehnik meri spremembo odpornosti topila v topilu - spremembo odpornosti, ki jo lahko izmeri analitik napak. Nato analitik nariše raven onesnaženja v testno krivuljo in primerja vrednost z industrijskimi standardi.
Ko odčitek preseže določeno raven, preveri, da obstaja težava s proizvajalčevim postopkom čiščenja. To lahko povzroči škodljive učinke, vključno s korozijo in elektrokemičnimi migracijami, ko sestavni deli ostanejo v komponenti. Ta tehnika dekodiranja lahko zazna celo najmanjše dele.
Ena od prednosti analize kontaminacije je njegova občutljivost in natančnost. Analiza kontaminacije mora ustrezati standardom IPC-TM-650, metoda 2-3-25 za ikonično čiščenje.
Optična mikroskopija je lahko ena izmed najbolj priljubljenih in najprimernejših preskusnih metod, ki se uporabljajo za odkrivanje napak in napak, povezanih z montažo. Veliko kupcev se zaradi hitrosti in natančnosti odloči za optično mikroskopijo. Za postopek uporabljamo močan mikroskop z vidno svetlobo. Mikroskop, ki lahko doseže do 1000X, ima majhno globinsko območje in prikazuje lastnosti v eni ravnini. Celovitost kartice predstavlja veliko skrb v elektroniki in pogost vzrok okvare. Z mikroskopskim testiranjem lahko preverimo neprimerno strukturo, ki lahko vodi do napetosti, ki lahko na določenih odsekih odkrijejo pomanjkljivosti.
Včasih analiza napak PCB zahteva močnejša orodja za povečevanje. Skeniranje elektronskih mikroskopov ali SEM zagotavlja visoko učinkovito preskusno tehniko za izvajanje analize odpovedi polprevodniškega plesni. Tudi če je napaka v integriranem vezju široka le nekaj nanometrov, analitik okvare SEM zagotavlja podrobne slike pri večjih povečavah do 120.000X. Značilno je povečevanje od 50.000 do 100.000X in ločljivosti do 25 angstromov. Analitik ustvari zapis in podatke o ugotovitvah na podlagi slik.
S tehnologijo SEM globina polja na primer zagotavlja analitikom napak tridimenzionalni pogled. SEM izpiti lahko preverijo metalizacijo polprevodniškega kalupa, celovitost in kakovost. SEM zagotavlja tudi dokaze o toplotni obdelavi in identificira uporabljene kovine ali zlitine. Številni analitiki združujejo SEM z mikrosekcijskim testom.
Številni rentgenski žarki uporabnikom nudijo močno orodje za neinvazivno analizo napak. Z osnovnimi možnostmi filmskega rentgenskega, v realnem času rentgenskih in 3D-rentgenskih sistemov lahko uporabniki uporabljajo orodja za odkrivanje resničnih ali potencialnih nepopolnosti. Pregledajo lahko tudi skrite sklepe ali sestavne dele z deli, ki se nahajajo pod čipom. Analitik uporablja rentgensko preiskavo namesto opreme za vidno svetlobo za oceno PCB.
Tudi pri osnovnih zmožnostih rentgenskih pregledov lahko tehniki opravijo naslednje vrste pregledov notranjih komponent:
Notranji delci
Notranja žica obleka
Kakovostni vložek
Vrzeli v pokrovu za tesnjenje
Celovitost nadzora podlage / tiskanih vezij
Premalo presežka ali šibko spajkanje
Prednost te preskusne metode je, da lahko odkrije površinske in notranje napake na nerazorjen način, hkrati pa hrani vzorce v pogojih pred preskusom.
Poleg hitrih inovacij, krčenja komponent in prefinjene geometrije vezja je izdelava tiskanih plošč sestavljena iz številnih stopnic in premičnih delov. Narava proizvodnega procesa ponuja veliko priložnosti, da na mešanico po nesreči pride do pomanjkljivosti.
Kot rezultat, se analitiki za odpovedi soočajo z več težavami pri iskanju proizvodnih napak:
Visoko hitrostne tiskane vezje (HSCB) HSCB, ki postajajo bolj zapleteni in uporabljajo različne integrirane komponente, še naprej pridobivajo na priljubljenosti. Vendar komponente potrebujejo kartice iz dveh ali treh materialov, ki povečujejo možnost okvare pri aplikacijah z zelo visokimi hitrostmi. Napake povzročajo tudi napačno nameščeni zatiči in čipi na plošči.
Proces montaže brez svinca - Postopek montaže brez svinca zahteva višjo temperaturo in tradicionalno spajkanje kositra, kar ima za posledico višje temperature za ponovno in valovno spajkanje. To ima za posledico negativen učinek na spajkanje in elektronske komponente. Oglejte si storitve preskusa brkov NTS.
Prevleka sod lomljenje - Najpogostejši način okvare je utrujenost gobca, to je okoljski razpok bakrene prevleke, ki tvori prevlečno luknjo (PTH stena). Rezultat je razlike raztezanja med bakrenim premazom in zunanjim ravninskim koeficientom toplotne ekspanzije (CTE) tiskane plošče.
Izbira prave končne površine - Najpomembnejša odločitev za elektronsko montažo je lahko oskrba s površino, ki vpliva na učinkovitost postopka, zahtevano količino predelave, stopnjo okvare na terenu, sposobnost testiranja, količino odpadkov in stroške.
Vodljiva anodna nitka Konduktivna anodna nitka (CAF) ali kovinska elektro-migracija opisuje elektrokemični postopek, ki vključuje prevoz kovine skozi nekovinsko okolje pod vplivom uporabljenega električnega polja. Pogoj povzroča uhajanje toka, vmesno krajšanje elektrike in dielektrično izkrivljanje med prevodniki v PCB-jih.
Vendar morajo proizvajalci PCB-jev skrbeti za stroge tolerance in specifikacije, da se izognejo motnjam v delovanju. To zahteva učinkovito analizo vzrokov za preiskavo in pregled komponent in sistemov ter za zagotovitev potrebnih izboljšav kakovosti.
Lahko nas vprašate, da izpolnite naš obrazec, da se dobimo termin, dobimo podrobnejše informacije ali zahtevamo oceno.
EUROLABdejavnosti poročanja in certificiranja, Združena akreditacijska fundacija (UAF), Turška agencija za akreditacijo (TÜRKAK) ve Fundacija za akreditacijo podjetij (EAF) na podlagi akreditacije, ki jo izda akreditacijski organ. Akreditacijski organ Enterprise Accreditation Foundation (EAF) je tudi podpisnik organizacije Združenih narodov (UN GLOBAL COMPACT).
