Metodat e inspektimit të cilësisë për nyjet e bashkimit në montimin e PCB: Sigurimi i besueshmërisë elektrike dhe mekanike
Lidhjet e bashkimit janë thelbësore për funksionalitetin e PCB, duke shërbyer si lidhje elektrike dhe spiranca mekanike për përbërësit. Defektet si nyjet e ftohta, zbrazëtitë ose urat mund të çojnë në dështime të përhershme ose mosfunksionim të plotë të pajisjes. Metodat efektive të inspektimit janë thelbësore për të identifikuar këto çështje në fillim të prodhimit. Më poshtë janë teknikat kryesore për vlerësimin e cilësisë së bashkimit të bashkimit, që mbulojnë qasjet vizuale, mikroskopike dhe jo shkatërruese.
Inspektimi vizual: Themelor por thelbësor për defektet e nivelit të sipërfaqes
Inspektimi vizual është linja e parë e mbrojtjes në kontrollin e cilësisë së bashkimit të bashkimit, duke u mbështetur në operatorët e trajnuar ose sistemet e automatizuara për të identifikuar defektet e dukshme. Kjo metodë përfshin ekzaminimin e nyjeve të bashkimit nën zmadhim, në mënyrë tipike 10x - 20x, për të kontrolluar parregullsi të tilla si bashkues i pamjaftueshëm (nyje të thata), bashkues të tepërt (topa bashkimi ose ura), ose përbërës të gabuar. Ndriçimi i duhur është thelbësor për të nxjerrë në pah tekstilet dhe kontrastet sipërfaqësore, duke mundësuar zbulimin e çarjeve ose lagështisë së dobët, ku Solder nuk arrin të përmbahet pa probleme në pads ose çon.
Treguesit kryesorë vizualë të cilësisë përfshijnë një formë të butë, konkave të filetos, e cila tregon rrjedhën e duhur të bashkimit dhe ngjitjen. Një fileto konveks ose e parregullt mund të sinjalizojë nxehtësi të pamjaftueshme gjatë rrjedhës ose ndotjes në sipërfaqen e jastëkut. Drejtimet e komponentëve duhet të përqendrohen në pads pa boshllëqe të dukshme, pasi keqformimi mund të krijojë pika stresi gjatë çiklizmit termik ose dridhjeve mekanike. Ndërsa inspektimi vizual është i shpejtë dhe me kosto efektive, ai është i kufizuar në defektet e nivelit sipërfaqësor dhe nuk mund të zbulojë boshllëqe të brendshme ose çarje nën sipërfaqe.
Inspektimi me rreze X: Zbulimi i defekteve të fshehura në asambletë komplekse
Imazhet me rreze X është e domosdoshme për inspektimin e nyjeve të bashkimit në PCB të dendura ose me shumë shtresa, ku qasja vizuale pengohet nga përbërësit ose vetë bordi. Kjo teknikë jo destruktive depërton në materiale, duke lejuar inspektimin e strukturave të brendshme si vargje të rrjetit të topit (BGA), katër-udhëheqës të sheshtë (QFN), ose vias përmes vrimave. Rrezet X të pavlefshme të theksuara-xhepat e ajrit të bllokuar brenda nyjeve të bashkimit-të cilat mund të zvogëlojnë forcën mekanike dhe përçueshmërinë termike, duke çuar në dështim të parakohshëm nën stres.
Përqindja e zbrazëtirave është një metrikë kritike; Standardet e industrisë shpesh specifikojnë pragjet (p.sh., më pak se 25% duke hequr dorë në nyjet BGA) për të siguruar besueshmërinë. Sistemet me rreze X zbulojnë gjithashtu urat midis kunjave ngjitur ose pads, të cilat mund të mos jenë të dukshme nga jashtë, por mund të shkaktojnë qarqe të shkurtra. Sistemet e përparuara përdorin tomografinë e llogaritur (CT) për të gjeneruar modele 3D të nyjeve të bashkimit, duke bërë të mundur analizën e hollësishme të vëllimit, formës dhe shtrirjes. Sidoqoftë, inspektimi me rreze X kërkon pajisje të specializuara dhe personel të trajnuar për të interpretuar me saktësi imazhet, duke e bërë atë më të përshtatshme për aplikime me vlerë të lartë ose siguri-kritike.
Testimi elektrik: Verifikimi i funksionalitetit përmes kontrolleve të vazhdimësisë dhe izolimit
Testimi elektrik konfirmon që nyjet e bashkimit ofrojnë lidhje elektrike të besueshme pa rrugë të paqëllimta. Kontrollet e testimit të vazhdimësisë për qarqet e hapura duke aplikuar një rrymë të tensionit të ulët midis pikave të lidhura, siç është plumbi i komponentit dhe jastëkut përkatës të tij. Mungesa e vazhdimësisë tregon një bashkim të dëmtuar, të shkaktuar shpesh nga bashkues i pamjaftueshëm ose një lidhje e plasaritur. Testimi i izolimit, anasjelltas, siguron që të mos ekzistojnë pantallona të shkurtra midis gjurmëve ngjitur ose pads duke matur rezistencën; Vlerat nën një prag të caktuar të pragut ura ose ndotje.
Testimi në qark (TIK) dhe testimi i sondës fluturuese janë metoda të zakonshme elektrike për prodhimin e vëllimit të lartë. TIK përdor ndeshjet me porosi me sonda për të kontaktuar pikat e provës njëkohësisht, duke ofruar mbulim të shpejtë, gjithëpërfshirës, por që kërkon kosto të projektimit të ndeshjes. Testuesit e sondës fluturuese, të pajisura me sonda të luajtshme, janë më fleksibël për asambletë me vëllim të ulët ose prototip, megjithëse më të ngadaltë për shkak të testimit sekuencial. Testimi elektrik shpesh kombinohet me metoda të tjera, pasi konfirmon funksionalitetin, por nuk mund të identifikojë defektet mekanike si nyjet e dobëta ose boshllëqet që ende nuk mund të ndikojnë në përçueshmërinë.
Analiza mikroskopike: Ekzaminimi me rezolucion të lartë të
inspektimit mikroskopik të integritetit të përbashkët ofron një analizë të hollësishme të mikrostrukturës së përbashkët të bashkimit, duke zbuluar defektet e padukshme për syrin e lirë ose zmadhimin standard. Mikroskopi elektronik i skanimit (SEM) ofron imazhe me rezolucion të lartë (deri në shkallë nanometri) për të zbuluar trashësinë e shtresave të përbërjes intermetallike (IMC), e cila ndikon në qëndrueshmërinë e përbashkët. Një shtresë e hollë, uniforme e IMC tregon bashkimin e duhur, ndërsa rritja e tepërt mund t'i bëjë nyjet të brishtë. SEM gjithashtu identifikon mikro-cracks ose delamination në ndërfaqen Solder-Pad, e cila mund të përhapet nën stresin termik ose mekanik.
Mikroskopia optike, edhe pse më e ulët në rezolucion sesa SEM, është më e arritshme për inspektimin rutinë. Ai shqyrton përfundimin e sipërfaqes së nyjeve, këndet e lagështimit dhe praninë e mbetjeve të fluksit, të cilat mund të gërryen nyjet me kalimin e kohës nëse nuk pastrohen siç duhet. Analiza ndër-seksionale përfshin prerjen e një bashkimi bashkues dhe lustrimin e tij për ekzaminim mikroskopik, duke siguruar njohuri për shpërndarjen e brendshme të pavlefshme ose ndarjen e shtresave. Kjo metodë shkatërruese është e rezervuar në mënyrë tipike për analizën e dështimit ose hulumtimin sesa testimin e linjës së prodhimit.
Ciklizmi termik dhe testimi mekanik: Simulimi i kushteve të stresit në botën reale
për të vërtetuar besueshmërinë afatgjatë, nyjet e bashkimit i nënshtrohen testimit të përshpejtuar të jetës që imitojnë stresorët operacionalë si luhatjet e temperaturës dhe dridhjet mekanike. Subjektet e çiklizmit termik PCB për ngrohje dhe ftohje të përsëritur midis temperaturave ekstreme (p.sh., -40 ° C deri 125 ° C), duke bërë që materialet të zgjerohen dhe të kontraktohen. Lidhjet me zbrazëtira ose shtresa të dobëta të IMC kanë më shumë të ngjarë të godasin nën këtë stres, duke çuar në dështim elektrik. Monitorimi i ndryshimeve të rezistencës gjatë çiklizmit ndihmon në parashikimin e jetëgjatësisë së përbashkët.
Testimi mekanik vlerëson forcën e përbashkët nën forcën fizike, siç janë testet e tërheqjes ose qethjes. Këto teste matin forcën e kërkuar për të shkëputur një plumb komponent nga jastëku i saj, me vlera më të larta që tregojnë ngjitje më të mirë. Për pajisjet e montimit të sipërfaqes (SMD), testimi i qethjes vlerëson lidhjen midis terminalit të bashkimit dhe përbërësit, ndërsa testimi i tërheqjes vlerëson integritetin e të gjithë bashkimit. Të dhënat nga këto teste informojnë vendimet e projektimit, të tilla si gjeometria e PAD ose zgjedhja e aliazhit të bashkimit, për të rritur qëndrueshmërinë në mjedise me vibrime të larta si aplikime automobilistike ose hapësinore ajrore.
Duke integruar metodat vizuale, me rreze X, elektrike, mikroskopike dhe të testimit të stresit, prodhuesit mund të vlerësojnë në mënyrë gjithëpërfshirëse cilësinë e bashkimit të bashkimit. Do teknikë adreson lloje specifike të defekteve, duke siguruar që defektet zbulohen dhe zgjidhen para se produktet të arrijnë përdoruesit fundorë, duke rritur kështu besueshmërinë dhe duke zvogëluar dështimet në terren.
