Moderne elektrische en elektronische producten en componenten worden gekenmerkt door de modernste technologieën en bieden gebruikers functies en diensten die enkele jaren geleden ondenkbaar waren. Maar ondanks de modernste technologie en productieart, fouten en storingen van elektrische en elektronische producten en componenten komen in de praktijk steeds weer voor, dat bracht ons bij het onderwerp van vandaag: PCB-foutanalyse!
De redenen hiervoor zijn legio en variëren van een ontoereikend ontwerp tot een slechte materiaalkwaliteit tot onnauwkeurige fabricagespecificaties. helaas, echter, fouten en storingen in elektrische en elektronische producten zijn vaak niet alleen vervelend, maar kunnen ook gepaard gaan met aanzienlijke risico's voor mens en milieu.
Wat is een PCB-foutanalyse?
De term PCB-foutanalyse staat voor een uitgebreid onderzoek naar de oorzaken die hebben geleid tot het falen van een product of onderdeel. Een breed scala aan technieken en testmethoden gebruiken test, testingenieurs identificeren en evalueren de specifieke oorzaken van het falen van een product of onderdeel.
Zodra de oorzaak is vastgesteld, er kunnen maatregelen worden genomen om het product aan te passen of te herontwikkelen om productfalen in de toekomst te voorkomen. Sommige foutanalysemethoden kunnen ook worden gebruikt in de prototypefase om mogelijke fouten vroegtijdig te detecteren en zwakke punten aan te pakken voordat een product wordt gelanceerd.
Waarom zijn PCB-foutanalyse belangrijk?
Productstoringen hebben een aantal gevolgen voor fabrikanten van elektrische en elektronische producten en componenten. Producten die niet werken zoals beloofd, kunnen leiden tot teleurgestelde gebruikers en schade toebrengen aan de reputatie van een bedrijf als fabrikant van hoogwaardige producten. Echter, productstoringen kunnen ook leiden tot kostbare en tijdrovende productterugroepingen en de bijbehorende negatieve publiciteit.
In het slechtste geval, productstoringen brengen mensen en eigendommen in gevaar en veroorzaken letsel of zelfs de dood. Foutanalyse helpt fabrikanten de kwaliteit en veiligheid van hun producten te verbeteren en het risico op toekomstige storingen op vergelijkbare apparaten te verminderen.
Wat kan MOKO Technology voor uw PCB doen?
Voor foutanalyse, wij bieden het volledige scala aan testdiensten voor elektrische en elektronische producten en componenten. Naast foutanalyse, we bieden ook de volgende testdiensten aan::
Coatingtests/dunnefilmtechnologie
– inclusief bepaling chemische samenstelling, laagdikte, oriëntatie en kwaliteit van de coating en hechtingstesten.
Testen van printplaten – bijv. bepaling van de dikte en homogeniteit van de galvaniseerlaag, delaminatietests en testen van soldeerhittebestendigheid
Product testen
- bijv. stralingstesten om de structurele toestand te bepalen of om interne defecten te bepalen, elektrische karakterisering door middel van curvetesten, kleurstof-en-pry-test in een ball grid array (BGA) en connecties, en onderzoek naar soldeerbaarheid.
Betrouwbaarheid en operationele veiligheid testen, inclusief onderzoeken na temperatuurverandering en schoktesten, vochttesten en zoutmisttesten.
Oppervlakte analyse
– röntgen foto-elektrische pectroscopie (XPS) en atoomkrachtmicroscopie (AFM) en andere methoden
Thermische analyse met behulp van differentiële scanningcalorimetrie (DSC), Thermogravimetrische analyse (TGA) en thermomechanische analyse (DONKER) en andere methoden.
Chemische analyse
– inclusief massaspectrometrie met inductief gekoppeld plasma (ICP-MS), Fourier transformatie infrarood spectroscopie (FTIR) en gaschromatografie met massaspectrometriekoppeling (GC-MS).
Mechanische tests, inclusief trekproeven, vermoeiingstests en trillingstests.
Elektromagnetische compatibiliteitstests (EMC)
– met betrekking tot lijn- en stralingsemissies en immuniteit.
Scheuren in de metallisatie van printplaten
Probleem: Elektronische module mislukt
Oplossing: Metallografische dwarsdoorsnede
Resultaat: Scheuren in Via metallisatie
Flip-Chip-contacten
Voorbeeld uit Project HTM
Flip-chip contacten na olietest,
13346, NiAu / SbSn / PdAg,
2000 hoe zit het met 200 ° C
Afzettingen op printplaten
Onderzoek van deposito's
Methoden:: FTIR-resultaten:
carboxylaten (zouten van carbonzuren,
specifiek adipinezuur (hexaanzuur) en IC
Onderzoek van deposito's
Methode: REM en EDX
Bondabliftber
Foutanalyse van meerlaagse printplaten
Probleem: Een sensor op een printplaat thermische spanning geen elektrisch contact meer
Oplossing: Metallografische dwarsdoorsnede
Resultaat: Een Wedge-Bond-contact is opgeheven
Oorzaak: Barsten tussen PCB en Gloptop resulteerde in mechanische spanning.
besmetting
Omschrijving:
Vervuiling en corrosie op het koperen oppervlak veroorzaakten problemen bij het vertinnen van dit soldeeroog. Daarnaast, gebreken (heldere gebieden) zijn zichtbaar op het koperen oppervlak, waarop basismateriaal doorschijnt (laagdikte van het koper is te dun). Onacceptabele fout, omdat niet-soldeer kan optreden in het latere soldeerproces.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
• Elektrische fabricagefout van de fabrikant
De krater op een component
Gouden laag
Omschrijving:
Fouten in het galvaniseerproces. Op de gemarkeerde gebieden, te weinig goud werd galvanisch afgezet. De onderliggende laag (Ni) vertoont de eerste tekenen van corrosie. Onaanvaardbare fout, als soldeerfouten, kan optreden in het soldeerproces.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
• Galvaniseringsproces gebrekkig
• Voorbereiding van de printplaat (schoonmaken, onderlagen) gebrekkig
Defecte goudlaag
Knoopvorming
Omschrijving:
Knoopvorming van de Ni-Barrièrelaag onder het goudoppervlak. Door ongunstige stroomverdeling in het galvanisatieproces, veel knobbeltjes gevormd in de middelste laag (zie onderste foto, besnoeiing) die door de goudlaag steken. In het overzicht, deze knobbeltjes zijn duidelijk zichtbaar. Deze printplaat mag niet worden gebruikt omdat soldeer- of contactproblemen te verwachten zijn.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Galvanisch proces deficiënt medium Ni-laag breekt door de bovenste goudlaag
Knoopvorming
Onderbreking
Omschrijving:
Onderbreking van een spoor. Door fouten in het galvanische proces tijdens de productie van de printplaat (subtractief proces), een deel van het spoor is weggeëtst. Deze fout is een indicatie van gebreken in de fotoresist. fabricagefout.
Galvaniseerfouten bij de productie van de PCB
Fout in de fotoresist/procesfout van de fabrikant
Gedeeltelijke onderbreking
Omschrijving:
Dezelfde aansluiting als hierboven weergegeven, echter, het spoor is niet volledig gescheiden. Hoewel de elektrische functie wordt gegeven:, problemen met de functie van de printplaat kunnen later optreden onder elektrische belasting.
Galvanische defecten in veelgebruikte standaardprocessen leveren alleen goede resultaten op tot geleiderbreedtes en afstanden van
Fout in de fotoresist/procesfout van de fabrikant
Gedeeltelijke onderbreking van het spoor van een dirigent
Opname van vreemde deeltjes
Omschrijving:
Opname van een vreemd deeltje in sporen. Dit is waarschijnlijk glasvezel van het basismateriaal. Omdat deze opname de spoordikte vermindert, deze fout is niet acceptabel.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Het niet vervaardigen van PCB's
Oneffen verfoppervlak
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
• Afdekmasker niet geschikt
• Vervuiling van oppervlakken op de printplaat
• Warmtebelasting op de verfarm
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
• Fouten in het coatingproces van de verf
• Strippen van de vernis die gebrekkig is
Omschrijving:
De offset van de coating ten opzichte van zijn ideale positie. Deze meest voorkomende fout heeft een zeer grote invloed op de latere soldeerkwaliteit, omdat (zoals op de foto:) de bevochtigbare oppervlakken kunnen aanzienlijk worden verminderd of volledig worden verduisterd. Onaanvaardbare fout.
De offset van de deklaag:
Omschrijving:
De offset van de coating ten opzichte van zijn ideale positie.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Fouten in het coatingproces van de verf
Strippen van de vernis gebrekkig
Fout lay-out gerelateerd (blootstelling)
inclusie
Omschrijving:
Opname van ongedefinieerde deeltjes onder de verf. Kortsluitingen (elektrisch geleidende insluitsels) wordt veroorzaakt door deze fout.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Fabricagefout van de fabrikant
Vervuiling van het ongecoate basismateriaal
gebreken
Omschrijving:
Gedeeltelijke gebreken in de coating, de onregelmatige laagdikte van de coating. Deze fout kan alleen worden waargenomen in gietprocessen. Door de ongelijkmatige verdeling van de verf op de printplaat, er waren ook gebreken (volledige afwezigheid van de verf). Onbedekte geleiders kunnen corrosie veroorzaken die het elektrische gedrag van de assemblage kan beïnvloeden.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Verfproces gebrekkig
De gebruikte afdeklak is niet geschikt
Het oppervlak van het basismateriaal is niet vlak, de slechte verspreiding van de verf
Defecten in de coating
Omschrijving:
Defect van de verf direct op een spoor. In het soldeerproces, er is een risico op het bouwen van bruggen tussen het soldeeroog en het bevochtigbare spooroppervlak. Dit fenomeen is voornamelijk te wijten aan de onzuiverheden van de onderliggende printplaatgebieden. Nabewerking is vereist.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
onzuiverheden (vetten) van de printplaat
Fouten in het lakproces die tot gedeeltelijke defecten leiden
mechanische effecten op de verf (flakkering van de verf)
Scheuren
Omschrijving:
Scheuren (microscheurtjes) op het oppervlak van het soldeerstopmasker;. Fouten bij de verwerking van het afdekmasker (benadrukt, uitpuilen van het basismateriaal) scheuren in het verfoppervlak maken create. Het grootste probleem is de daaropvolgende penetratie van vocht als gevolg van corrosie op de ladderoppervlakken. Corrosie is vooral problematisch voor stroomgeleidende geleiders omdat elektrische migraties de isolatieweerstand sterk negatief beïnvloeden.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Soldeerstopdeksel defect
mechanische belastingen leiden tot scheuren in de verf
Kan de verf niet verwerken
Barsten in de verf
Omschrijving:
Dezelfde aansluiting als hierboven, echter, de scheuren werden hier mechanisch veroorzaakt, bijv. door transportinvloeden.
Oorzaken/herstelwerkzaamheden:
Onjuiste behandeling van de printplaat/assemblage
Deklak niet bestand tegen mechanische belastingen
detachementen, rimpels
Omschrijving:
detachementen, rimpels rond twee met soldeer gevulde doorgaande contacten. De thermische belasting in het soldeerproces, in combinatie met een slecht lay-outontwerp (de verf zit te dicht bij het doorgaande contact), leidde tot de getoonde verwijderingen van de verf.
