Metode inspekcije kvalitete za spojeve lemljenja u sklopu PCB -a: Osiguravanje električne i mehaničke pouzdanosti
Spojevi lemljenja kritični su za funkcionalnost PCB -a, koji služe kao električni priključci i mehanička sidra za komponente. Defekti poput hladnih zglobova, praznina ili premošćivanja mogu dovesti do povremenih kvarova ili potpune neispravnosti uređaja. Učinkovite metode inspekcije ključne su za prepoznavanje ovih pitanja u ranoj proizvodnji. Ispod su ključne tehnike za procjenu kvalitete spoja za lemljenje, koje pokrivaju vizualni, mikroskopski i nerazorni pristupi.
Vizualni pregled: Osnovni, ali neophodan za oštećenja površinske razine,
vizualni pregled je prva linija obrane u kontroli kvalitete lemljenja, oslanjajući se na obučene operatore ili automatizirane sustave kako bi identificirali očigledne nedostatke. Ova metoda uključuje ispitivanje zglobova lemljenja pod povećanjem, obično 10x -20x, kako bi se provjerilo nepravilnosti poput nedovoljnog lemljenja (suhi zglobovi), viška lemljenja (loptice za lemljenje ili mostovi) ili neusklađene komponente. Pravilna rasvjeta ključna je za isticanje površinskih tekstura i kontrasta, što omogućava otkrivanje pukotina ili loše vlaženja, gdje se lemljenje ne uspijeva nesmetano pridržavati jastučića ili olova.
Ključni vizualni pokazatelji kvalitete uključuju gladak, konkavni oblik fileta, koji ukazuje na pravilan protok lemljenja i adheziju. Konveksni ili nepravilni file mogu signalizirati nedovoljnu toplinu tijekom reflonja ili onečišćenja na površini jastučića. Komponentni vodi trebaju biti usredotočeni na jastučiće bez vidljivih praznina, jer neusklađivanje može stvoriti točke napona tijekom toplinskog ciklusa ili mehaničke vibracije. Iako je vizualni pregled brz i isplativ, ograničen je na oštećenja površine i ne može otkriti unutarnje praznine ili podzemne pukotine.
Rendgenski pregled: Otkrivanje skrivenih oštećenja u složenim sklopovima
rendgenske slike neophodno je za uvid u zglobove lemljenja u gustim ili višeslojnim PCB-ima, gdje je vizualni pristup ometani komponentama ili same ploče. Ova nerazorna tehnika prodire u materijale, omogućujući pregled unutarnjih struktura poput nizova kuglice (BGA), četverostrukih ne-olova (QFNS) ili Vias-a. Rendgenske zrake ističu praznine-zračni džepovi zarobljeni u spojevima lemljenja-koji mogu smanjiti mehaničku čvrstoću i toplinsku vodljivost, što dovodi do preranog kvara pod naponom.
Postotak praznina je kritična metrika; Industrijski standardi često određuju pragove (npr. Manje od 25% praznine u BGA zglobovima) kako bi se osigurala pouzdanost. Rendgenski sustavi također otkrivaju premošćivanje između susjednih igle ili jastučića, što možda nije vidljivo izvana, ali mogu uzrokovati kratke spojeve. Napredni sustavi koriste računalnu tomografiju (CT) za generiranje 3D modela spojeva za lemljenje, omogućujući detaljnu analizu volumena, oblika i poravnanja. Međutim, rendgenski pregled zahtijeva specijaliziranu opremu i obučeno osoblje za precizno tumačenje slika, što ga čini prikladnijim za primjenu visoke vrijednosti ili sigurnosti.
Električno ispitivanje: Provjera funkcionalnosti kontinuitetom i izolacijskom provjerom
električnog ispitivanja potvrđuje da spojevi lemljenja pružaju pouzdane električne veze bez nenamjerenih putova. Ispitivanje kontinuiteta provjerava otvorene krugove primjenom niske naponske struje između spojenih točaka, poput vodstva komponente i odgovarajućeg PAD-a. Nedostatak kontinuiteta ukazuje na neispravan spoj, često uzrokovan nedovoljnim lemljenjem ili puknutom vezom. Ispitivanje izolacije, obrnuto, osigurava da ne postoje kratke hlače između susjednih tragova ili jastučića mjerenjem otpora; Vrijednosti ispod navedenog premošćivanja ili onečišćenja praga.
Ispitivanje u krugu (IKT) i ispitivanje leteće sonde uobičajene su električne metode za proizvodnju visokih količina. ICT koristi prilagođene čvora s sondama za istovremeno kontaktiranje testnih točaka, nudeći brzu, sveobuhvatnu pokrivenost, ali zahtijevaju troškove dizajna unaprijed. Leteći ispitivači sonde, opremljeni pomičnim sondama, fleksibilniji su za sklopove niskog volumena ili prototipa, iako sporije zbog uzastopnih ispitivanja. Električno ispitivanje često se kombinira s drugim metodama, jer potvrđuje funkcionalnost, ali ne može identificirati mehaničke nedostatke poput slabih spojeva ili praznina koji još uvijek ne utječu na vodljivost.
Mikroskopska analiza: Visoka rezolucija
mikroskopskog inspekcije integriteta zgloba pruža detaljnu analizu mikrostrukture spoja lemljenja, otkrivajući oštećenja nevidljivih golim okom ili standardnim uvećanjem. Skeniranje elektronske mikroskopije (SEM) nudi snimanje visoke rezolucije (do ljestvice do nanometra) za otkrivanje debljine sloja intermetalnog spoja (IMC), što utječe na izdržljivost zgloba. Tanki, ujednačen IMC sloj ukazuje na pravilno lemljenje, dok pretjerani rast može učiniti spojeve krhkim. SEM također identificira mikro-pukotine ili delaminaciju na sučelju za lemljenje-pad, koje se može širiti pod toplinskim ili mehaničkim stresom.
Optička mikroskopija, iako je niža u razlučivosti od SEM -a, pristupačnija je za rutinsku inspekciju. Ispituje završnu obradu zgloba, kutove vlaženja i prisutnost ostataka fluksa, koji mogu s vremenom korodirati zglobove ako se ne očiste pravilno. Analiza poprečnog presjeka uključuje rezanje spoja za lemljenje i poliranje za mikroskopski pregled, pružajući uvid u unutarnju raspodjelu praznine ili odvajanje sloja. Ova destruktivna metoda obično je rezervirana za analizu neuspjeha ili istraživanje, a ne testiranje na proizvodnoj liniji.
Toplinski biciklizam i mehaničko ispitivanje: simuliranje uvjeta stresa u stvarnom svijetu
radi potvrđivanja dugoročne pouzdanosti, spojevi lemljenja podvrgavaju se ispitivanju ubrzanog života koji oponašaju operativne stresore poput temperaturnih fluktuacija i mehaničkih vibracija. Toplinski biciklizam ispitanici PCB -a na ponovljeno grijanje i hlađenje između ekstremnih temperatura (npr. -40 ° C do 125 ° C), uzrokujući da se materijali šire i ugovaraju. Spojevi sa prazninama ili slabim slojevima IMC -a vjerojatnije su puknuti pod ovim naponom, što dovodi do električnog kvara. Promjene otpornosti na nadzor tijekom biciklizma pomažu u predviđanju životnog vijeka zgloba.
Mehaničko ispitivanje procjenjuje čvrstoću zgloba pod fizičkom silom, poput testova povlačenja ili smicanja. Ovi testovi mjere silu potrebnu za odvajanje vodstva komponente od svoje jastučiće, s većim vrijednostima koje ukazuju na bolju adheziju. Za uređaje za površinski montiranje (SMD), testiranje smicanja procjenjuje vezu između terminala za lemljenje i komponentne komponente, dok testiranje povlačenja procjenjuje integritet cijelog spoja. Podaci iz ovih testova obavještavaju o odlukama o dizajnu, kao što su geometrija PAD-a ili odabir legijskih legura, kako bi se poboljšala izdržljivost u okruženjima visokog vibracije poput automobilskih ili zrakoplovnih aplikacija.
Integriranjem vizualnih, rendgenskih, električnih, mikroskopskih i metoda ispitivanja stresa, proizvođači mogu sveobuhvatno procijeniti kvalitetu zgloba lemljenja. Svaka tehnika rješava specifične vrste oštećenja, osiguravajući da se defekti otkriju i riješe prije nego što proizvodi dođu do krajnjih korisnika, povećavajući tako pouzdanost i smanjujući kvarove na terenu.
