pcb板設(shè)計(jì)之十大失效分析技術(shù)（一）

作為各種組件的載體和電路信號(hào)傳輸?shù)臉屑~，PCB已成為電子信息產(chǎn)品最重要和至關(guān)重要的部分。  PCB的質(zhì)量和可靠性決定了整個(gè)設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。 但是，由于成本和技術(shù)原因，在PCB的生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生了大量故障。  

對(duì)于這種故障問(wèn)題，我們需要使用一些常見(jiàn)的故障分析技術(shù)來(lái)確保制造過(guò)程中PCB的質(zhì)量和可靠性水平。 總結(jié)了十種主要的故障分析技術(shù)，以供參考。  

 1.外觀檢查

外觀檢查是通過(guò)目視檢查或使用某些簡(jiǎn)單的儀器（例如，體視顯微鏡，金相顯微鏡甚至放大鏡）來(lái)檢查PCB的外觀，以找到 零件故障和相關(guān)的物理證據(jù)。 主要作用是定位故障并初步確定PCB的故障模式。 外觀檢查主要檢查PCB的污染，腐蝕，爆炸板的位置，電路布線和故障的規(guī)律性。 如果是批量或單個(gè)，它總是集中在某個(gè)區(qū)域等等。 此外，還有許多PCB故障只有在組裝成PCBA之后才發(fā)現(xiàn)。 失效是否是由組裝過(guò)程引起的以及過(guò)程中所用材料的影響還需要仔細(xì)檢查失效區(qū)域的特性。  

 2，X射線透視檢查

對(duì)于某些無(wú)法通過(guò)外觀檢查的部分以及PCB內(nèi)部的通孔和其他內(nèi)部缺陷，我們必須使用X射線透視檢查系統(tǒng) 去檢查。  X射線熒光透視系統(tǒng)使用不同的材料厚度或不同的材料密度來(lái)吸收X射線或通過(guò)不同的原理透射光。 此技術(shù)更多地用于檢查PCBA焊點(diǎn)內(nèi)部的缺陷，通孔內(nèi)部的缺陷以及高密度封裝BGA或CSP器件的缺陷焊點(diǎn)的位置。 當(dāng)前的工業(yè)X射線熒光透視設(shè)備的分辨率可以達(dá)到小于一微米，并且它已經(jīng)從二維成像設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)槿S成像設(shè)備。 甚至五維（5D）設(shè)備都已用于包裝檢查，但是這種5D X熒光透視系統(tǒng)非常昂貴，很少在工業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用。  

 3，切片分析

切片分析是通過(guò)一系列方法和步驟（例如取樣，鑲嵌，切片，拋光，腐蝕， 和觀察。 通過(guò)切片分析，您可以獲得有關(guān)PCB微觀結(jié)構(gòu)的豐富信息（通孔，電鍍等），這為下一步的質(zhì)量改進(jìn)提供了良好的基礎(chǔ)。 但是，此方法具有破壞性。 切片后，樣品將被銷毀。 同時(shí)，該方法需要大量的樣品制備，并且樣品制備需要很長(zhǎng)時(shí)間，這需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員來(lái)完成。 有關(guān)詳細(xì)的切片過(guò)程，請(qǐng)參閱IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810過(guò)程。

4.掃描聲顯微鏡

目前，C模式超聲掃描聲顯微鏡主要用于電子包裝或組裝分析。 它是在材料與相和極的不連續(xù)界面上使用高頻超聲反射。 成像方法基于圖像的變化，而掃描方法是沿Z軸在XY平面中掃描信息。 因此，掃描聲顯微鏡可用于檢測(cè)組件，材料以及PCB和PCBA中的各種缺陷，包括裂紋，分層，夾雜物和空隙。 如果掃描聲的頻率寬度足夠大，則還可以直接檢測(cè)焊點(diǎn)的內(nèi)部缺陷。 典型的掃描聲像是紅色警告色，表示存在缺陷。 由于在SMT工藝中使用了許多塑料封裝的組件，因此在將鉛轉(zhuǎn)換為無(wú)鉛的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量對(duì)水分回流敏感的問(wèn)題。 即，吸濕性塑料包裝裝置在更高的無(wú)鉛工藝溫度下回流時(shí)將具有內(nèi)部或基板分層龜裂現(xiàn)象，并且普通的PCB經(jīng)常在無(wú)鉛工藝的高溫下破裂。 這時(shí)，掃描聲學(xué)顯微鏡突出了其在多層高密度PCB的無(wú)損檢測(cè)中的特殊優(yōu)勢(shì)。 通常，只有通過(guò)肉眼檢查才能發(fā)現(xiàn)明顯的破裂板。  

 5.微紅外分析

微紅外分析是一種結(jié)合了紅外光譜和顯微鏡的分析方法。 它使用不同的材料（主要是有機(jī)物質(zhì)）吸收具有不同吸收率的紅外光譜。 原理：分析材料的化學(xué)成分，并結(jié)合顯微鏡使可見(jiàn)光和紅外光具有相同的光路。 只要在可見(jiàn)的視野內(nèi)，就可以找到痕量有機(jī)污染物進(jìn)行分析。 如果不使用顯微鏡，通常紅外光譜只能分析大量樣品。 在電子過(guò)程中的許多情況下，痕量污染會(huì)導(dǎo)致PCB焊盤(pán)或引腳的可焊性差。 可以想象，如果沒(méi)有顯微鏡的紅外光譜很難解決工藝問(wèn)題。 微紅外分析的主要目的是分析焊接表面或接頭表面上的有機(jī)污染物，并分析腐蝕或可焊性差的原因。