Kaedah pemeriksaan kualiti untuk sendi solder dalam pemasangan PCB: memastikan kebolehpercayaan elektrik dan mekanikal
Sendi solder adalah penting untuk fungsi PCB, berfungsi sebagai sambungan elektrik dan sauh mekanikal untuk komponen. Kecacatan seperti sendi sejuk, lompang, atau penyambungan boleh menyebabkan kegagalan sekejap atau kerosakan peranti lengkap. Kaedah pemeriksaan yang berkesan adalah penting untuk mengenal pasti isu -isu ini pada awal pengeluaran. Berikut adalah teknik utama untuk menilai kualiti bersama solder, meliputi pendekatan visual, mikroskopik, dan tidak merosakkan.
Pemeriksaan visual: Asas namun penting untuk kecacatan peringkat permukaan
pemeriksaan visual adalah barisan pertahanan pertama dalam kawalan kualiti bersama pateri, bergantung kepada pengendali terlatih atau sistem automatik untuk mengenal pasti kecacatan yang jelas. Kaedah ini melibatkan pemeriksaan sendi solder di bawah pembesaran, biasanya 10x -20x, untuk memeriksa penyelewengan seperti solder yang tidak mencukupi (sendi kering), solder yang berlebihan (bola solder atau jambatan), atau komponen yang salah. Pencahayaan yang betul adalah penting untuk menyerlahkan tekstur permukaan dan kontras, membolehkan pengesanan retak atau pembasahan yang lemah, di mana solder gagal mematuhi lancar ke pad atau petunjuk.
Petunjuk visual utama kualiti termasuk bentuk fillet yang licin, cekung, yang menunjukkan aliran solder dan lekatan yang betul. Convex atau fillet yang tidak teratur mungkin menandakan haba yang tidak mencukupi semasa reflow atau pencemaran pada permukaan pad. Pemimpin komponen harus berpusat pada pad tanpa jurang yang kelihatan, kerana misalignment dapat menghasilkan titik tekanan semasa berbasikal haba atau getaran mekanikal. Walaupun pemeriksaan visual adalah cepat dan kos efektif, ia terhad kepada kecacatan peringkat permukaan dan tidak dapat mengesan lompang dalaman atau keretakan bawah permukaan.
Pemeriksaan X-ray: Mengungkapkan kecacatan tersembunyi dalam perhimpunan kompleks
pencitraan sinar-X adalah sangat diperlukan untuk memeriksa sendi solder dalam PCB padat atau berbilang lapisan, di mana akses visual dihalang oleh komponen atau lembaga itu sendiri. Teknik yang tidak merosakkan ini menembusi bahan-bahan, yang membolehkan pemeriksaan struktur dalaman seperti tatasusunan grid bola (BGAs), quad flat no-leads (QFNs), atau vias melalui lubang. X-ray menyerlahkan poket udara yang terperangkap dalam sendi pateri-yang dapat mengurangkan kekuatan mekanikal dan kekonduksian terma, yang membawa kepada kegagalan pramatang di bawah tekanan.
Peratusan lompang adalah metrik kritikal; Piawaian industri sering menentukan ambang (contohnya, kurang daripada 25% membatalkan sendi BGA) untuk memastikan kebolehpercayaan. Sistem sinar-X juga mengesan merapatkan antara pin atau pad bersebelahan, yang mungkin tidak dapat dilihat secara luaran tetapi boleh menyebabkan litar pintas. Sistem lanjutan menggunakan tomografi yang dikira (CT) untuk menjana model 3D sendi solder, membolehkan analisis terperinci jumlah, bentuk, dan penjajaran. Walau bagaimanapun, pemeriksaan sinar-X memerlukan peralatan khusus dan kakitangan terlatih untuk mentafsirkan imej dengan tepat, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi bernilai tinggi atau keselamatan kritikal.
Ujian Elektrik: Mengesahkan fungsi melalui kesinambungan dan pengasingan pemeriksaan
ujian elektrik mengesahkan bahawa sendi solder menyediakan sambungan elektrik yang boleh dipercayai tanpa laluan yang tidak diingini. Pemeriksaan ujian kesinambungan untuk litar terbuka dengan menggunakan arus voltan rendah antara titik yang disambungkan, seperti plumbum komponen dan pad yang sepadan. Kekurangan kesinambungan menunjukkan sendi yang cacat, sering disebabkan oleh solder yang tidak mencukupi atau sambungan retak. Ujian pengasingan, sebaliknya, memastikan tiada seluar pendek wujud di antara jejak atau pad bersebelahan dengan mengukur rintangan; Nilai di bawah isyarat ambang yang ditentukan atau pencemaran.
Ujian dalam litar (ICT) dan ujian probe terbang adalah kaedah elektrik biasa untuk pengeluaran volum tinggi. ICT menggunakan lekapan tersuai dengan probe untuk menghubungi titik ujian serentak, menawarkan liputan yang cepat dan komprehensif tetapi memerlukan kos reka bentuk perlawanan pendahuluan. Penguji probe terbang, dilengkapi dengan probe bergerak, lebih fleksibel untuk perhimpunan rendah atau prototaip, walaupun lebih perlahan kerana ujian berurutan. Ujian elektrik sering digabungkan dengan kaedah lain, kerana ia mengesahkan fungsi tetapi tidak dapat mengenal pasti kecacatan mekanikal seperti sendi lemah atau lompang yang mungkin belum mempengaruhi kekonduksian.
Analisis mikroskopik: Pemeriksaan resolusi tinggi
Pemeriksaan mikroskopik integriti bersama menyediakan analisis terperinci mengenai mikrostruktur bersama solder, mendedahkan kecacatan yang tidak kelihatan kepada mata kasar atau pembesaran standard. Pengimbasan Mikroskopi Elektron (SEM) menawarkan pengimejan resolusi tinggi (sehingga skala nanometer) untuk mengesan ketebalan lapisan kompaun intermetallic (IMC), yang mempengaruhi ketahanan bersama. Lapisan IMC yang nipis dan seragam menunjukkan pematerian yang betul, sementara pertumbuhan yang berlebihan dapat membuat sendi rapuh. SEM juga mengenal pasti retak mikro atau penyingkiran di antara muka solder-pad, yang boleh disebarkan di bawah tekanan terma atau mekanikal.
Mikroskopi optik, sementara resolusi yang lebih rendah daripada SEM, lebih mudah diakses untuk pemeriksaan rutin. Ia mengkaji kemasan permukaan bersama, sudut pembasahan, dan kehadiran sisa fluks, yang boleh menghancurkan sendi dari masa ke masa jika tidak dibersihkan dengan betul. Analisis keratan rentas melibatkan pemotongan sendi solder dan menggilapnya untuk pemeriksaan mikroskopik, memberikan gambaran mengenai pengagihan kekosongan dalaman atau pemisahan lapisan. Kaedah yang merosakkan ini biasanya dikhaskan untuk analisis kegagalan atau penyelidikan dan bukannya ujian talian pengeluaran.
Ujian Berbasikal dan Mekanikal Thermal: Mensimulasikan keadaan tekanan dunia nyata
untuk mengesahkan kebolehpercayaan jangka panjang, sendi pateri menjalani ujian hidup dipercepat yang meniru tekanan operasi seperti turun naik suhu dan getaran mekanikal. Subjek Berbasikal Thermal PCB ke pemanasan berulang dan penyejukan antara suhu yang melampau (contohnya, -40 ° C hingga 125 ° C), menyebabkan bahan berkembang dan berkontrak. Sendi dengan lompang atau lapisan IMC yang lemah lebih cenderung untuk retak di bawah tekanan ini, yang membawa kepada kegagalan elektrik. Pemantauan rintangan semasa berbasikal membantu meramalkan jangka hayat bersama.
Ujian mekanikal menilai kekuatan bersama di bawah daya fizikal, seperti ujian tarik atau ricih. Ujian ini mengukur daya yang diperlukan untuk melepaskan plumbum komponen dari padnya, dengan nilai yang lebih tinggi yang menunjukkan lekatan yang lebih baik. Untuk peranti permukaan permukaan (SMDs), ujian ricih menilai ikatan antara solder dan terminal komponen, sementara ujian tarik menilai integriti keseluruhan bersama. Data dari ujian ini memaklumkan keputusan reka bentuk, seperti geometri pad atau pemilihan aloi solder, untuk meningkatkan ketahanan dalam persekitaran getaran tinggi seperti aplikasi automotif atau aeroangkasa.
Dengan mengintegrasikan kaedah pengujian visual, sinar-X, elektrik, mikroskopik, dan tekanan, pengeluar dapat menilai secara komprehensif kualiti bersama solder. Setiap teknik menangani jenis kecacatan tertentu, memastikan kecacatan dikesan dan diselesaikan sebelum produk mencapai pengguna akhir, dengan itu meningkatkan kebolehpercayaan dan mengurangkan kegagalan bidang.
