可靠性基礎(chǔ)知識(shí) pcb常見品質(zhì)問題分析方法

日期:2022-03-08 14:55:00 瀏覽量:1389 標(biāo)簽: 可靠性測(cè)試 失效分析

PCB已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分,品質(zhì)的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。由于成本以及技術(shù)的原因,PCB在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中出現(xiàn)了大量的失效問題。同一種失效模式,其中失效機(jī)理卻是是復(fù)雜多樣化的,需要正確的分析思路、縝密的邏輯思維和多樣化的分析手段,才能找到真正的失效原因。

背景信息是可靠性問題失效分析的基礎(chǔ),直接影響后續(xù)所有失效分析的走向,并對(duì)最終的機(jī)理判定產(chǎn)生決定性影響。因此,失效分析之前,應(yīng)盡可能地收集到失效背后的信息,通常包括但不僅限于:

(1)失效范圍:失效批次信息和對(duì)應(yīng)的失效率

①若是大批量生產(chǎn)中的單批次出問題,或者失效率較低時(shí),那么工藝控制異常的可能性更大;

②若是首批/多批次均有問題,或者失效率較高時(shí),則不可排除材料和設(shè)計(jì)因素的影響;

(2)失效前處理:失效發(fā)生前,PCB或PCBA是否經(jīng)過了一系列前處理流程。常見的前處理包括回流前烘烤、有/無鉛回流焊接、有/無鉛波峰焊接和手工焊接等,必要時(shí)需詳細(xì)了解各前處理流程所用的物料(錫膏、鋼網(wǎng)、焊錫絲等)、設(shè)備(烙鐵功率等)和參數(shù)(回流曲線、波峰焊參數(shù)、手焊溫度等)信息;

(3)失效情境:PCB或PCBA失效時(shí)的具體信息,有的是在前處理比如說焊接組裝過程中就已失效,比如可焊性不良、分層等;有的則是在后續(xù)的老化、測(cè)試甚至使用過程中失效,比如CAF、ECM、燒板等;需詳細(xì)了解失效過程和相關(guān)參數(shù);

可靠性基礎(chǔ)知識(shí) pcb常見品質(zhì)問題分析方法

失效PCB/PCBA分析

一般來說失效品的數(shù)量是有限的,甚至僅有一塊,因此對(duì)于失效品的分析一定要遵循由外到內(nèi),由非破壞到破壞的逐層分析原則,切忌過早破壞失效現(xiàn)場(chǎng):

(1)外觀觀察

外觀觀察是失效品分析的第一步,通過失效現(xiàn)場(chǎng)的外觀形態(tài)并結(jié)合背景信息,有經(jīng)驗(yàn)的失效分析工程師能夠基本判斷出失效的數(shù)個(gè)可能原因,并針對(duì)性地進(jìn)行后續(xù)分析。但需要注意的是,外觀觀察的方式很多,包括目視、手持式放大鏡、臺(tái)式放大鏡、立體顯微鏡和金相顯微鏡等。然而由于光源、成像原理和觀察景深的不同,對(duì)應(yīng)設(shè)備觀察出的形貌需要結(jié)合設(shè)備因素綜合分析,切忌貿(mào)然判斷形成先入為主的主觀臆測(cè),使得失效分析進(jìn)入錯(cuò)誤的方向,浪費(fèi)寶貴的失效品和分析時(shí)間。

(2)深入無損分析

有些失效單單采用外觀觀察,不能收集到足夠的失效信息,甚至連失效點(diǎn)都找不到,比如分層、虛焊和內(nèi)開等,這時(shí)候需借助其他無損分析手段進(jìn)行進(jìn)一步的信息收集,包括超聲波探傷、3DX-RAY、紅外熱成像、短路定位探測(cè)等。

在外觀觀察和無損分析階段,需注意不同失效品之間的共性或異性特征,對(duì)后續(xù)的失效判斷有一定借鑒意義。在無損分析階段收集到足夠的信息后,就可以開始針對(duì)性的破壞分析了。

(3)破壞分析

失效品的破壞分析是不可少的,且是最關(guān)鍵的一步,往往決定著失效分析的成敗。破壞分析的方法很多,常見的如掃描電鏡&元素分析、水平/垂直切片、FTIR等,本節(jié)不作贅述。在此階段,失效分析方法固然重要,但更重要的是對(duì)缺陷問題的洞察力和判斷力,并對(duì)失效模式和失效機(jī)理有正確清楚的認(rèn)識(shí),方可找到真正的失效原因。

裸板PCB分析

當(dāng)失效率很高時(shí),對(duì)于裸板PCB的分析是有必要的,可作為失效原因分析的補(bǔ)充。當(dāng)失效品分析階段得到的失效原因是裸板PCB的某項(xiàng)缺陷導(dǎo)致了進(jìn)一步的可靠性失效,那么若裸板PCB有同樣的缺陷時(shí),經(jīng)過與失效品相同的處理流程后,應(yīng)體現(xiàn)出與失效品相同的失效模式。若沒有復(fù)現(xiàn)出相同的失效模式,那只能說明失效品的原因分析是錯(cuò)誤的,至少是不全面的。

復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)

當(dāng)失效率很低且無法從裸板PCB分析中得到幫助時(shí),有必要對(duì)PCB缺陷進(jìn)行復(fù)現(xiàn)并進(jìn)一步復(fù)現(xiàn)失效品的失效模式,使得失效分析形成閉環(huán)。

在面臨著PCB可靠性失效日益增多的今天,失效分析對(duì)于設(shè)計(jì)優(yōu)化、工藝改善、材料選型提供了重要的第一手信息,是可靠性增長(zhǎng)的起點(diǎn)。

以上是創(chuàng)芯檢測(cè)小編整理的pcb常見品質(zhì)問題分析方法相關(guān)內(nèi)容,希望對(duì)您有所幫助。創(chuàng)芯檢測(cè)是一家電子元器件專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu),目前主要提供電容、電阻、連接器、MCU、CPLD、FPGA、DSP等集成電路檢測(cè)服務(wù)。專精于電子元器件功能檢測(cè)、電子元器件來料外觀檢測(cè)、電子元器件解剖檢測(cè)、丙酮檢測(cè) 、電子元器件X射線掃描檢測(cè)、ROHS成分分析檢測(cè) 。歡迎致電,我們將竭誠(chéng)為您服務(wù)!

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