電路板廠商講解如何解決HDI失效機制

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隨著高精密印制電路板、高密度HDI的發(fā)展趨勢，以及無鉛無鹵素的環(huán)保要求，越來越多的HDI出現(xiàn)潤濕不良、爆裂、脫層、CAF、 等介紹了這些分析技術(shù)在實際案例中的應(yīng)用。 掌握HDI制造中的失效機理和原因，將有利于今后HDI的質(zhì)量控制，避免類似問題的再次發(fā)生。

HDI作為各種元器件的載體和電路信號傳輸?shù)臉屑~，已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品中最重要、最關(guān)鍵的部分。 其質(zhì)量和可靠性水平?jīng)Q定了整個設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。 然而，由于成本和技術(shù)的原因，HDI在生產(chǎn)和應(yīng)用過程中存在大量的失效問題。

使用一些常用的故障分析技術(shù)需要很長時間。 在HDI的結(jié)構(gòu)特征和主要失效模式之間，本文將重點介紹用于HDI失效分析的九種技術(shù)，包括：外觀檢測、X射線透視、金相斷面分析、熱分析、光電子能譜分析、顯微紅外分析、掃描 電子顯微鏡分析和X射線能譜分析。 HDI打樣中，金相斷面分析屬于破壞性分析技術(shù)。 一旦使用這兩種技術(shù)，樣本將被損壞且無法恢復(fù)； 此外，由于樣品制備的需要，可能需要對樣品進行部分破壞以進行掃描電子顯微鏡分析和X射線能量色散分析。 此外，在分析過程中，由于失效定位和失效原因驗證的需要，可能還需要采用熱應(yīng)力、電性能、可焊性試驗、尺寸測量等試驗技術(shù)。

1、目視檢查目視檢查是用目視檢查或使用一些簡單的儀器，如體視顯微鏡、金相顯微鏡甚至放大鏡，來檢查HDI的外觀，尋找失效部位和相關(guān)物證。 其主要作用是定位故障，初步判斷HDI的故障模式。 外觀檢查主要檢查HDI的污染、腐蝕、爆板位置、電路連線以及故障的規(guī)律性，如批量或個別，是否總是集中在某個區(qū)域等。此外，還發(fā)現(xiàn)了很多HDI故障 HDIA組裝后。 故障是否是由裝配工藝和工藝所用材料的影響引起的，還需要仔細(xì)檢查故障區(qū)域的特性。

2、X射線透視檢查對于一些肉眼無法檢查的零件，以及HDI通孔等內(nèi)部缺陷，必須采用X射線透視系統(tǒng)進行檢查。 X射線透視系統(tǒng)是利用不同厚度或密度的不同材料的吸濕或透射率不同的原理來成像。 該技術(shù)更多用于檢查HDIA焊點內(nèi)部缺陷、通孔內(nèi)部缺陷以及高密度BGA或CSP器件缺陷焊點的定位。 目前，工業(yè)X射線透視設(shè)備的分辨率可以達(dá)到一微米以下，并且正在從二維向三維成像設(shè)備轉(zhuǎn)變。 甚至五維（5D）設(shè)備也被用于包裝檢測，但這種5D X射線透視系統(tǒng)價值不菲，工業(yè)上很少有實際應(yīng)用。

3、切片分析 切片分析是通過取樣、鑲嵌、切片、拋光、腐蝕、觀察等一系列手段和步驟得到HDI截面結(jié)構(gòu)的過程。 通過切片分析，可以得到反映HDI制造（通孔、涂層等）質(zhì)量的豐富的微觀結(jié)構(gòu)信息，為下一步的質(zhì)量改進提供了良好的依據(jù)。 然而，這種方法是破壞性的。 樣品一旦被切片，不可避免地會損壞樣品； 同時，該方法對制樣要求高，耗時長，需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員才能完成。 詳細(xì)切片操作流程參考IPC標(biāo)準(zhǔn)IPC-TM-650 2.1.1和IPC-MS-810。

4、目前掃描聲學(xué)顯微鏡主要用于電子封裝或組裝分析，是一種C型超聲掃描聲學(xué)顯微鏡。 它利用高頻超聲波反射在材料不連續(xù)界面上產(chǎn)生的振幅、相位和極性變化來成像。 它的掃描方式是沿Z軸掃描X-Y平面信息。 因此，掃描聲學(xué)顯微鏡可用于檢測部件、材料以及HDI和HDIA中的各種缺陷，包括裂紋、分層、夾雜物和空洞。 如果掃描聲波的頻率寬度足夠，也可以直接檢測出焊點的內(nèi)部缺陷。 典型的掃描聲學(xué)圖像以紅色警示色顯示缺陷的存在。 由于SMT工藝中大量使用塑封元器件，在由有鉛工藝向無鉛工藝轉(zhuǎn)變的過程中，會出現(xiàn)大量潮氣回流敏感問題，即吸濕性塑封器件內(nèi)部或 無鉛制程溫度較高回流焊時基板分層開裂，普通HDI在無鉛制程高溫下經(jīng)常會出現(xiàn)爆板現(xiàn)象。 在這一點上，掃描聲學(xué)顯微鏡在多層高密度HDI無損檢測方面的特殊優(yōu)勢就凸顯出來了。 一般情況下，明顯的爆板可以通過目測來檢測。

5、顯微紅外分析 顯微紅外分析是紅外光譜與顯微鏡相結(jié)合的一種分析方法。 它利用不同物質(zhì)（主要是有機物質(zhì)）對紅外光譜吸收不同的原理來分析物質(zhì)的化合物組成，并結(jié)合顯微鏡使可見光和紅外光具有相同的光路。 只要在可見視野內(nèi)，就可以找到待分析的微量有機污染物。 如果沒有顯微鏡的組合，通常紅外光譜只能分析樣品量大的樣品。 然而，在許多情況下，電子工藝中的微污染會導(dǎo)致 HDI 工廠焊盤或引腳的可焊性差。 可以想象，沒有與顯微鏡相匹配的紅外光譜，是很難解決工藝問題的。 微紅外分析的主要目的是分析焊接面或焊點表面的有機污染物，分析腐蝕或焊接性不良的原因。 線路板廠家，線路板設(shè)計，PCBA加工廠家為您講解：線路板廠家講解如何解決HDI失效機理