Analýza poruch a vad desek tištěných spojů
Stále výkonnější, menší a tenčí koncová i jiná zařízení – například smartphony – vyžadují menší a hustší desky tištěných spojů a elektronické součástky. V automobilovém průmyslu se prostřednictvím technologií automatických brzd a autonomního řízení prosazuje ovládání počítačem. Narůstá poptávka po spolehlivých PCB a přesném a rychlém zlepšování kvality prostřednictvím analýz poruch a vad PCB.
Dále jsou v této části uvedeny nové příklady analýz poruch a vad PCB pomocí nejnovějšího digitálního 4K mikroskopu KEYENCE.
- Důležitost analýzy poruch desek tištěných spojů
- Metody analýzy poruch a vad desek tištěných spojů
- Nejnovější příklady pozorování a analýzy desek tištěných spojů
- Zlepšení přesnosti a efektivity práce u analýzy poruch a vad desek tištěných spojů
Důležitost analýzy poruch desek tištěných spojů
S tím, jak jsou smartphony, tablety a nositelná zařízení stále menší, tenčí a výkonnější, jsou i desky tištěných spojů a součástky ještě menší a hustší a mají ještě více vrstev. V automobilovém průmyslu se prostřednictvím výzkumu technologií, jako jsou automatické brzdy nebo autonomní řízení, prosazuje počítačové ovládání důležitých součástí. Desky tištěných spojů a elektronické součástky pro takové ovládání musí být velmi odolné a spolehlivé, aby vydržely dlouhé namáhání, kterému jsou vystaveny při řízení, zrychlování a zastavování.
Koncová a jiná zařízení dnes hrají důležitou roli v nejrůznějších každodenních situacích a u automobilů je vyžadována vysoká bezpečnost. Jakékoli poruchy nebo vady důležitých počítačem ovládaných součástí v těchto výrobcích mohou vést k vážným problémům nebo nehodám.
Při hodnocení odolnosti a spolehlivosti desek tištěných spojů a elektronických součástek jsou stále důležitější zkoušky spolehlivosti včetně zkoušek při zrychlení. Kromě těchto zkoušek prováděných na produktech je dnes z hlediska zajištění kvality obchodovaných produktů považováno za stále důležitější zjišťování příčin a zlepšování kvality prostřednictvím analýzy poruch a vad desek tištěných spojů pomocí mikroskopů, které tak vyžaduje větší přesnost.
Tato část popisuje metody analýzy poruch a vad desek tištěných spojů u problémů, jako je nesprávná montáž nebo vady elektronických součástek vzniklé při výrobě nebo po expedici.
Metody analýzy poruch a vad desek tištěných spojů
Pro analýzu poruch a vad desek tištěných spojů jsou k dispozici následující metody.
- Identifikace místa poruchy
- Místa poruch jsou zjišťována například pomocí metody LIT (lock-in thermal emission), která elektricky reprodukuje poruchu a identifikuje zahřáté oblasti způsobené zkraty nebo úniky z elektronických součástek a jednotek.
- Analýza místa poruchy
- K správnému pochopení fyzikálních vlastností mikroskopických struktur se tato místa pozorují pomocí rentgenového mikroskopu, CT skeneru, elektronového mikroanalyzátoru (electron probe micro analyser, EPMA) a dalších přístrojů.
- Pozorování a analýza vadných míst (analýza vad)
- Pro určení konkrétních příčin jsou vady podrobně analyzovány prostřednictvím pozorování průřezů vadných míst, při kterém se používají například mikroskopy, skenovací elektronové mikroskopy (scanning electron microscopes, SEM), mikroskopy s fokusovaným iontovým svazkem (focused ion beam, FIB) a elektronové mikroanalyzátory (EPMA), nebo prostřednictvím rovinného pozorování, které se aplikuje na leštěné povrchy nebo otevřená pryskyřičná pouzdra.
Nejnovější příklady pozorování a analýzy desek tištěných spojů
U analýzy poruch a vad desek tištěných spojů představené v předchozí části je mimořádně důležitá přesnost pozorování a analýzy vadných míst. Pro identifikaci příčin poruch zjištěných u produktů na trhu nebo prostřednictvím zkoušek spolehlivosti musí být analýza a hodnocení přesné a rychlé.
Ke kontrole vzhledu vadných míst se u takové analýzy a hodnocení často používají mikroskopy.
Digitální 4K mikroskop KEYENCE řady VHX s vysokým rozlišením využívá objektivy s vysokým rozlišením a špičkové technologie jako 4K senzor CMOS, které umožňují přesné pozorování a analýzu vadných míst pomocí zřetelných 4K snímků. Řada VHX podporuje i 2D a 3D měření se snadným ovládáním na základě zvětšených snímků s vysokým rozlišením. Taková měření přispívají k vysoce přesnému a rychlému provádění řady úkonů, které jsou pro analýzu potřeba.
V této části jsou představeny nejnovější příklady pozorování a analýzy pomocí řady VHX.
Pozorování a analýza bondování
Digitální 4K mikroskop řady VHX je vybaven pozorovacím stojanem pro práci pod jakýmkoliv úhlem, který umožňuje pozorování s náklonem z libovolného úhlu, rovnoměrným osvětlením, kterého je dosaženo pomocí velmi výkonného vestaveného svítidla, funkcí odstranění odlesků, která redukuje odlesky od odrazivých povrchů, a funkcí hloubkové kompozice bez ostření, která umožňuje zaostřit na celý objekt. Všechny tyto funkce umožňují uživatelům správně pozorovat a analyzovat trojrozměrné bondování na plně zaostřených a zřetelných snímcích s vysokým rozlišením, a to i při velkém zvětšení.
(vlevo: 200× / vpravo: 20×)
Pozorování a analýza průřezů a povrchů polovodičových pouzder
Digitální 4K mikroskop řady VHX je vybaven všestranným osvětlením, včetně temného pole, světlého pole, diferenciálního interferenčního kontrastu (DIC)a polarizovaného světla. Toto všestranné osvětlení umožňuje uživatelům pozorovat charakteristiky lepidel a past, použitých u polovodičových pouzder, a tvarů materiálů.
I když průřez vzorku zalitého v pryskyřici vykazuje nerovnosti způsobené nesprávným broušením nebo leštěním, lze povrch zobrazit trojrozměrně pomocí omezeného počtu snímků, což uživatelům umožňuje zaznamenávat plně zaostřené snímky i při velkém zvětšení.
dole: světlé pole (100× a 300×)
Pomocí pozorovacího stojanu pro práci pod jakýmkoliv úhlem, kterým je řada VHX vybavena, lze povrchy pouzder a piny pozorovat při velkém zvětšení z libovolného úhlu. Velká hloubka ostrosti umožňuje rychlou a velmi přesnou analýzu na plně zaostřeném snímku, což eliminuje komplikovaná nastavování.
Pozorování, měření a analýza desek tištěných spojů
Objektiv s vysokým rozlišením a motorizované otáčecí zařízení digitálního 4K mikroskopu řady VHX poskytují funkci souvislého přiblížení, která automaticky přepíná mezi objektivy od 20násobného po 6000násobné zvětšení. Tato funkce umožňuje uživatelům provádět přiblížení a pozorování s intuitivním ovládáním. Pomocí pozorovacího stojanu pro práci pod jakýmkoliv úhlem lze zaznamenat plně zaostřené snímky s vysokým rozlišením i při pozorování s náklonem a velkém zvětšení. Díky tomu lze jasně pozorovat a analyzovat trojrozměrné montážní součástky. Pomocí funkce rozdělení obrazovky lze vedle sebe zobrazit snímky s různým zvětšením, což uživatelům umožňuje stále sledovat oblast vadné montáže a provádět analýzu i v případě hustě osazených desek tištěných spojů.
Na snímcích s vysokým rozlišením lze navíc pomocí informací o výšce přímo provádět měření 3D tvaru a profilu o rozměrech menších než v řádu mikrometrů, díky čemuž může uživatel provést kvantitativní analýzu a hodnocení pomocí jediné jednotky.
Finální kontrola vzhledu čipů integrovaných obvodů
Digitální 4K mikroskop řady VHX podporuje velká zvětšení až do 6000×, což umožňuje zaznamenávat snímky s vysokým rozlišením 4K i při velkém zvětšení. Pomocí hloubkové kompozice a funkce HDR lze za různých světelných podmínek plně zaostřit na objekt s nepravidelným povrchem, což uživatelům umožňuje zaznamenat i nepatrná poškrábání na vzoru čipu integrovaného obvodu.
Kromě analýzy poruch a vad desek tištěných spojů lze při finální kontrole vzhledu ve výrobním závodě provádět rychlé a přesné analýzy a hodnocení.
a ve velkém zvětšení (až 1000×)
Kontrola a analýza cizorodých částic přimíchaných do čipů integrovaných obvodů
Cizorodé částice přimíchané do obvodů mohou způsobit zkrat, který má za následek poruchu a vadu součástky.
Digitální 4K mikroskop řady VHX umí zřetelně zaznamenat snímky cizorodých částic ve velkém zvětšení. 3D zobrazení, které lze provádět s omezeným počtem snímků, umožňuje uživatelům odlišit cizorodé částice od nerovností povrchu obvodu.
Mikroskopy řady VHX navíc podporují měření 3D tvarů a profilů cizorodých částic pomocí informací o výšce získaných z 3D zobrazení. S jedinou jednotkou lze rychle provést všechny úkony od kvantitativního hodnocení velikosti, struktury a objemu cizorodé částice až po vytvoření zprávy na základě zaznamenaných snímků a naměřených hodnot.
Zlepšení přesnosti a efektivity práce u analýzy poruch a vad desek tištěných spojů
Použití digitálního 4K mikroskopu řady VHX, u kterého je možné jedinou jednotkou provádět jak 2D a 3D měření, tak i pozorování a analýzy na snímcích ve vysokém rozlišení, se výrazně mění přesnost a efektivita práce při analýze poruch a vad desek tištěných spojů při jakékoliv trojrozměrné konstrukci těchto desek.
Pokročilou analýzu a kvantitativní hodnocení lze provádět pomocí jednoduchých úkonů, takže zde každý, bez ohledu na úroveň znalostí, může dospět ke stejným výsledkům.
Kromě funkcí představených v této části jsou mikroskopy řady VHX vybaveny i mnoha dalšími funkcemi podporujícími analýzu nejrůznějších poruch a vad, k nimž dochází u různých typů objektů.
Podrobné informace o řadě VHX získáte po kliknutí na tlačítko ke stažení katalogu níže. V případě dotazů klikněte níže na druhé tlačítko umožňující kontaktování společnosti KEYENCE.
