在現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)中,PCB(印刷電路板)作為元器件的載體和電路信號傳輸?shù)臉屑~,其質(zhì)量與可靠性水平直接決定了整機設(shè)備的性能表現(xiàn)。然而,由于成本控制和技術(shù)限制,PCB在生產(chǎn)和應用過程中常常出現(xiàn)各種失效問題。為了確保PCB的質(zhì)量和可靠性,失效分析技術(shù)顯得尤為重要。
對于一些無法通過外觀檢查發(fā)現(xiàn)的內(nèi)部缺陷,如PCB的通孔內(nèi)部缺陷或高密度封裝器件的焊點缺陷,X射線透視系統(tǒng)是不可或缺的工具。該技術(shù)利用不同材料厚度或密度對X光的吸收和透過率差異進行成像,能夠精準定位焊點內(nèi)部缺陷、通孔內(nèi)部缺陷以及BGA或CSP器件的缺陷焊點。
切片分析
切片分析是一種通過取樣、鑲嵌、切片、拋磨、腐蝕和觀察等一系列復雜步驟獲取PCB橫截面結(jié)構(gòu)的技術(shù)。它能夠提供關(guān)于PCB微觀結(jié)構(gòu)(如通孔、鍍層等)的豐富信息,為質(zhì)量改進提供重要依據(jù)。然而,該方法具有破壞性,一旦進行切片,樣品將無法恢復。同時,切片制樣要求高、耗時長,需要專業(yè)的技術(shù)人員操作。
掃描聲學顯微鏡(SAM)是目前電子封裝和組裝分析中常用的一種無損檢測技術(shù)。它利用高頻超聲波在材料不連續(xù)界面上反射產(chǎn)生的振幅、位相和極性變化進行成像,掃描方式為沿Z軸掃描X-Y平面的信息。訊科實驗室利用這種技術(shù)能夠檢測元器件、材料以及PCB和PCBA內(nèi)部的各種缺陷,如裂紋、分層、夾雜物和空洞等,確??蛻舻漠a(chǎn)品的可靠性。
顯微紅外分析將紅外光譜與顯微鏡相結(jié)合,利用不同材料(尤其是有機物)對紅外光譜的不同吸收特性來分析材料的化合物成分。通過顯微鏡,可見光與紅外光同光路,可在可見視場下尋找微量有機污染物。在電子工藝中,微量污染可能導致PCB焊盤或引線腳的可焊性不良,而顯微紅外分析能夠有效解決這一問題。其主要用途是分析被焊面或焊點表面的有機污染物,以及腐蝕或可焊性不良的原因。
掃描電子顯微鏡分析
掃描電子顯微鏡(SEM)是一種大型電子顯微成像系統(tǒng),在PCB失效分析中具有重要作用。它主要用于失效機理的分析,如觀察焊盤表面形貌結(jié)構(gòu)、焊點金相組織、測量金屬間化合物、可焊性鍍層分析以及錫須分析測量等。
與光學顯微鏡相比,掃描電鏡成像為電子像,只有黑白兩色,且對非導體和部分半導體樣品需要進行噴金或碳處理。掃描電鏡的景深遠大于光學顯微鏡,適用于金相結(jié)構(gòu)、顯微斷口以及錫須等不平整樣品的分析。