PCB analýza případu a metoda
Jako rozbočovač různých komponentních nosičů a přenosu obvodových signálů se PCB stala nejdůležitější a klíčovou součástí elektronických informačních produktů a je široce používána v různých průmyslových odvětvích. V posledních letech se stále více případů selhání PCB a některé selhání jsou velmi škodlivé. „Plán výroby zařízení a standardizace a zlepšování kvality“ a „Made in China 2025“ přijaté v dubnu 2016 dodržují základní politiku „inovace řízeného, prvotřídního, zeleného rozvoje, strukturální optimalizace a talentu“. Požadavky na kvalitu výrobků jsou stále vyšší a vyšší a spolehlivost výrobků je stále přísnější. Kvalita a spolehlivost kvality desek plošných spojů proto určuje kvalitu a spolehlivost celého zařízení.
Dodavatel desek s plošnými spoji
V minulosti nabízely požadavky na spolehlivost pouze vojenské výrobky a mnoho civilních produktů nyní nabízí řadu požadavků na spolehlivost. Různé typy zákazníků, různé produktové aplikace, požadavky na spolehlivost PCB jsou také zcela odlišné. Někteří zákazníci mají například požadavek na spolehlivost desek plošných spojů 260 stupňů Celsia po dobu deseti hodin po upečení a stále mohou splňovat požadavky na výkon PCB; někteří zákazníci vyžadují cyklus IST 250 nebo dokonce 1000 krát, rychlost změny odporu produktu je menší než 10%; Někteří zákazníci vyžadují produkty PCBA, aby splnili požadavek 30 minutové rezonance při zrychlení 25 g.
dva. PCB selhání případ
Jak všichni víme, selhání výrobku způsobí vážnější ekonomické ztráty a dopad na kvalitu. Způsoby selhání PCB jsou však různé a hlavní příčiny selhání jsou odlišné, jako je korozní selhání mědi PTH díry a selhání otevřeného otvoru způsobená spodní trhlinou slepého otvoru HDI. , delaminační selhání, trhliny ENIG produktu a praskliny desky plošných spojů. Proces zpracování je těžkopádný a komplikovaný a může způsobit více důvodů pro jeho selhání. Proto, jak rychle najít hlavní příčinu selhání PCB a optimalizovat výkon produktu se stala jedním z důležitých témat v průmyslu PCB. Následuje seznam případů analýzy poruch souvisejících s výpočtem velkých dat, navigací a lékařskými obory v posledních letech:
1 Porucha desky zapálené desky plošných spojů
V roce 2015, velká zpětná vazba datového centra, bude oheň nebo spálit v jednom nebo dvou kusech zařízení každý měsíc, a to je naléhavé najít příčinu požáru rychle:
Při pozorování místa poruchy se bod hoření desky hoření koncentruje v oblasti montážního otvoru konektoru pevného disku a měděná vrstva stěny otvoru a polohovací sloupek v oblasti montážního otvoru jsou zcela spáleny. Z analýzy vyplynulo, že stěna pórů NPTH metalizovaná během práce při zapnutí způsobila selhání CAF, případně vedoucí ke zkratovému požáru.
Princip růstu CAF: Když se PCBA nabíjí a pracuje za určitých teplotních a vlhkostních podmínek, může být mezi oběma izolovanými vodiči podél rozhraní mezi pryskyřicí a skleněným vláknem CAF, což nakonec vede ke špatné izolaci a dokonce k selhání zkratu. Princip generace CAF je následující:
Existují tři předpoklady pro CAF: 1 určité podmínky teploty a vlhkosti; 2 rozdíl potenciálu mezi dvěma vedeními izolace; 3 kanály pro migraci iontů mědi.
Experimentální opakování: Modul izolačního odporu testeru je podroben zkoušce 12V stabilizace napětí. Zkušební deska je zkratována a vypálena v okamžiku zapnutí a vzorek je průběžně zapalován a karbonizován (zkouška má videozáznam);
Plán zlepšení: 1 zvětšete vnitřní a vnější kroužek otvoru na rozteč vodičů na 300μm; 2 vyměňte substrát s vysokým Tg, aby byla zajištěna dobrá odolnost vůči teplu a odolnost vůči CAF.
2 Chemické poniklované prasknutí trhliny v pozlaceném plechu
V roce 2017, nadnárodní SMT umístění zákazníků zpětnou vazbu, po reflow pájení PTH díry všech ENIG desky zakoupené v průmyslu, vyzváněcí kroužek testovací kruh se zdálo černé a černé, test sondy nemohl projít, celá linka byla zastavena, a analýza poruch byla potřebná. .
Kromě ovlivnění kontaktního výkonu sondy mohou chyby trhlin v díře PTH také způsobit korozi vrstvy mědi, snížit odolnost PCB proti korozi a také způsobit větší riziko selhání pájitelnosti výrobku.
Mechanismus tvorby trhlin: Díky principu tepelné roztažnosti a kontrakce je deska plošných spojů vystavena vysoké teplotní expanzi při přetavování a vlnovém pájení. Vzhledem k tomu, že výběr desek plošných spojů neodpovídá procesu povrchové úpravy, bude list dávat kroužek díry vzhůru a otvor bude kroužek zvednut, což způsobí, že se prstencový kroužek deformuje směrem k oběma stranám a způsobí praskliny v prstenci.
Plán zlepšení: 1 nahradit menší desku CTE; 2 nahradit proces povrchové úpravy.
3 Elektrochemické selhání PTH díry
V roce 2017, určitý typ 8-vrstvé desky plošných spojů, zpětná vazba od zákazníků, že celý výrobek je používán v mořských a pobřežních oblastech po dobu 3 let, existuje fenomén, že video signál je nedosažitelný, a tam je černá cizí hmota zbytek v PTH díře signálové abnormální sítě. Najděte hlavní příčinu a vyhledejte bod selhání.
Bylo zjištěno, že otvor PTH pokrytý cizími látkami má zjevné praskliny mezi pájeným spojem a měděným otvorem v poloze otvoru otvoru zátky a otvor mědi v poloze trhliny byl zkorodován a část mědi otvoru chyběla. .
Současně srovnáním normálních otvorů PTH, které jsou na desce plošných spojů cizí látky, bylo zjištěno, že vnitřní odpor s vnitřním odporem má dobré spojení se stěnou díry, bez trhlin, díra mědi není zkorodovaná a vedení signálu je dobrý.
Podle výzkumu, v prostředí s vysokou solí a vysokou vlhkostí podél pobřeží, bude na povrchu objektu vytvořena tenká vrstva vodního filmu, a když je relativní vlhkost vzduchu ve vzduchu 65% -80%, voda tloušťka filmu na předmětu je 0,001 ~ 0,1μm, když PCB pracuje, vodní film a měděný otvor spolu tvoří elektrolytický článek a dochází k elektrochemické reakci, která nakonec vytváří černou žíravou látku, jak je ukázáno níže:
Závěr: Když otvor pro pájecí zátky není plný nebo když má otvor pro pájecí zátky trhlinku, bude měď PTH díry, která není pokryta pájecí maskou, tvořit elektrolytický článek a dojde k elektrochemické reakci. Díra mědi je zkorodovaná, což přináší PCB spolehlivost. Přijďte na vážná rizika.
Zlepšení plánu: Zlepšit plnost díry a zlepšit kvalitu díry.
Typy a režimy poruch jsou samozřejmě různé. Níže jsou uvedeny příklady dalších typických případů analýzy PCB na úrovni poruch akumulovaných v laboratoři:
Z výše uvedených případů můžeme snadno najít více a více vzorů selhání desky plošných spojů a také hlavní příčiny selhání. Proto je nutné shrnout a zpřesnit obecné myšlenky a metody analýzy poruch a vytvořit metodiku, kterou lze aplikovat na podporu aplikace. Při analýze skutečných případů se tento problém dosahuje s polovičním úsilím a rychle vyhledá hlavní příčinu.
tři. Metoda analýzy selhání PCB
Metoda je převážně rozdělena do tří částí, které integrují tři části metody, což nám nejen pomáhá rychle vyřešit problém selhání a lokalizovat hlavní příčinu ve vlastním procesu analýzy případu; ale také může vycházet z rámce, který jsme vytvořili. Inženýři provádějí školení s cílem usnadnit učení všemi odděleními.
Následuje vysvětlení myšlenek a metod analýzy. Prvním z nich je analýza myšlenek;
První krok: "pět kroků" analýzy poruch
Proces analýzy poruch je převážně rozdělen do pěti kroků: "1 sběr chybných informací o desce → 2 potvrzení selhání fenoménu → 3 analýza příčiny selhání → 4 selhání ověření kořenové příčiny → 5 závěru zprávy, návrh na zlepšení". Mezi nimi je prvním krokem pochopení obsahu selhání, průběhu procesu, konstrukčního návrhu, stavu výroby, stavu použití, stavu skladování a dalších informací vadné desky plošných spojů a přípravy na následný proces analýzy; druhým krokem je určení poruchy podle informací o poruše. Poloha, posuďte režim selhání; třetím krokem je analýza poruchového režimu a kontrola kořenové příčiny jeden po druhém podle selhání stromu příčiny poruchy stromu. Nelze-li příčinu potvrdit ve stávajícím stromě chyb, je nutné tuto skutečnost prostudovat prostřednictvím tématu projektu. Problém selhání třídy a závěr studie je přidán k původnímu stromu chyb, takže strom chyby je průběžně obohacen a zdokonalen a příčina je vyčerpána, což vytváří efektivní cyklus cyklů opakované opakované aktualizace; poté se experiment reprodukovatelnosti provádí přes krok 4, aby se ověřila příčina. Zpráva o analýze konečného selhání výstupu poskytuje cílené zlepšení příčiny selhání.
Druhý krok: je vytvořen strom poruchy příčiny poruchy
S ohledem na špatnou svařitelnost pozlacené pozlacené desky jako příklad je popsána metoda stanovení chybového stromu analýzy poruch:
Pro běžný fenomén selhání desek PCB / PCBA na úrovni desek založíme základní příčinu selhání stromu různých způsobů selhání a nadále se hromadíme, vylepšujeme a aktualizujeme ve skutečném souboji a iterativně stoupáme do hloubky a šířky, čímž tvoří relativně dokonalý Kořen příčiny selhání stromu analýza procesu vysokofrekvenční selhání režimy, jako je delaminace, špatná pájitelnost, špatné spojení, špatné vedení, a špatná izolace může pomoci vám sledovat proces analýzy chyb stromu chyb v následném skutečném boji. Hlavní příčinou selhání je vyřešit problém a získat dvojnásobek výsledku s polovinou úsilí.
Třetí krok: vytvoření standardní knihovny
Standardní soubor knihovny je vytvořen ověřením kořenových příčin stromu chyb. Zdrojem standardní knihovny pro posouzení příčin je především několik aspektů: 1 IPC, GJB, průmyslové standardy a další dokumenty; 2 normální srovnávání produktů a produktů; 3 zkušenosti s výzkumem a vývojem projektu, souborová knihovna výrobních zkušeností. Současně sumarizujte a klasifikujte metody hodnocení a hodnotící kritéria, která jsou součástí každého kořene selhání ve stromu chyb, a sumarizujte běžné standardy PCB a různá data anomálií a vytvořte standardní knihovnu pro analýzu selhání PCB pro účely reference v následujících případech. .