Microsection: چگونه آزمایشگاه های الکترونیک کیفیت جوشکاری ریزساختاری را ارزیابی می کنند

مقدمه

در ساخت PCBA، بازرسی بصری،بازرسی نوری خودکار (AOI)، وبازرسی سه بعدی اشعه ایکس-می تواند اکثر عیوب مربوط به ابعاد هندسی، پل زدن یا مدارهای باز را تشخیص دهد. با این حال، مسائل کیفی پنهان در زیر سطح فیزیکی-مانند شکستگی‌های شکننده در اتصالات لحیم کاری، رشد ترکیبات بین فلزی (IMC) و ترک‌های عمیق میکروسکوپی-باید با استفاده از روش‌های آزمایش مخرب شناسایی شوند: تجزیه و تحلیل ریز مقطع.

فرآیند آماده سازی ریزمقطع و رویه های استاندارد

یک پیش نیاز برای تجزیه و تحلیل میکروسکوپی، آماده سازی مقاطعی است که بدون تغییر شکل و خراش باشد و مورفولوژی اصلی اتصالات لحیم کاری را به دقت منعکس کند. آزمايشگاه الكترونيك بايد كاملاً استانداردهاي تهيه نمونه را رعايت كند. تکنسین ها ابتدا از یک دستگاه برش دقیق برای برش ناحیه PCBA حاوی دستگاه های خاص BGA یا QFN بدون آسیب رساندن به ساختار فیزیکی اتصالات لحیم کاری هدف استفاده می کنند. سپس نمونه در قالب قرار می گیرد و رزین اپوکسی و هاردنر برای جاسازی در خلاء تزریق می شود و حباب های هوا را از بین می برد تا اطمینان حاصل شود که رزین به طور کامل مفصل لحیم کاری را در بر می گیرد. پس از عمل آوری، نمونه به صورت متوالی با استفاده از کاغذ سنباده کاربید سیلیکون با دانه های 180 تا 2000 آسیاب می شود. در طول فرآیند آسیاب، جریان آب ثابت برای خنک شدن باید حفظ شود تا از اصطکاک{6}}گرمای تولید شده از ایجاد تبدیل فاز ثانویه در ساختار فلزی داخلی اتصالات لحیم جلوگیری شود. در نهایت، پرداخت مکانیکی با استفاده از دوغاب پرداخت 0.3-میکرون اکسید آلومینیوم انجام می‌شود تا زمانی که سطح بدون خراش{10}}آینه‌مانندی در زیر میکروسکوپ ظاهر شود.

تعیین دقیق ضخامت و مورفولوژی ترکیبات بین فلزی (IMC).

در طولمرحله لحیم کاری مجدددر پردازش PCBA، Sn موجود در خمیر لحیم کاری با مس یا نیکل روی سطح پدهای PCB واکنش شیمیایی می دهد و یک لایه یوتکتیک به نام ترکیب بین فلزی (IMC) تشکیل می دهد. کیفیت IMC مستقیماً استحکام مکانیکی اتصال لحیم کاری را تعیین می کند. آزمایشگاه های الکترونیک باید از میکروسکوپ های متالوگرافی و میکروسکوپ های الکترونی روبشی (SEM) برای مشاهده مورفولوژی رشد در بزرگنمایی بالا استفاده کنند. در فرآیندهای لحیم کاری بدون سرب استاندارد، ضخامت IMC ایده آل باید ثابت باشد. ضخامت کمتر از 1 میکرومتر نشان دهنده گرمای ناکافی در طول این مدت استلحیم کاری مجدد، که یک نقص لحیم کاری است و به شدت مستعد ایجاد لایه لایه شدن اتصالات لحیم است. اگر ضخامت بیش از 5 میکرومتر باشد، نشان می دهد که دمای فر خیلی بالا بوده یا زمان جریان مجدد خیلی طولانی بوده است. به دلیل شکنندگی ذاتی، یک لایه IMC بیش از حد ضخیم زمانی که PCBA در معرض ضربه مکانیکی ناشی از قطرات یا شوک حرارتی قرار می‌گیرد، می‌تواند به منبع شکستگی تبدیل شود. در عین حال، یک مورفولوژی سالم IMC باید ساختار یکنواخت فن-شکل را نشان دهد، نه ساختاری-سوزن مانند یا پوسته پوسته نامنظم-.

قابلیت ردیابی معکوس پدیده "بلک پد" و ترک های سطحی

برای PCBهایی که با آبکاری نیکل الکترولس-طلا (ENIG) پردازش می‌شوند، تجزیه و تحلیل متالوگرافی روش تعیین‌کننده‌ای برای تشخیص "پدیده سیاه"، یک قاتل پنهان است. در زیر میکروسکوپ متالوگرافی یا طیف‌سنج پراکنده انرژی (EDS)، اگر یک نوار مشکی پیوسته-مانند (یعنی یک لایه غنی از فسفر) در سطح مشترک بین لایه نیکل و IMC مشاهده شود، همراه با دندان اره‌ای میکروسکوپی{7}}ترک‌های غیرکلی شکل، می‌تواند به عنوان "ترک‌های بی‌شکل" ایجاد شود. این امر به این دلیل رخ می دهد که در طول جابجایی طلا، طلای مذاب باعث اکسیداسیون بیش از حد لایه نیکل می شود که منجر به از دست دادن بیش از حد اتم های نیکل می شود. هنگامی که در معرض تنش یا ارتعاش حرارتی متناوب قرار می گیرد، اتصال لحیم کاری به طور تمیز در امتداد این ناحیه آسیب پذیر شکسته می شود. بخش‌های متالوگرافی نه تنها به وضوح مشخص می‌کنند که آیا شکستگی در لایه بستر PCB، لایه نیکل{11} یا رابط لحیم کاری رخ داده است، بلکه به تیم‌های مهندسی کمک می‌کند تا علت اصلی را به یک مشکل فرآیند در تأمین‌کننده PCB یا انحرافات پارامتر در منحنی لحیم کاری جریان مجدد در خط تولید ردیابی کنند و در نتیجه برای شناسایی سریع جهت اقدام صحیح اقدام کنند.

کمی سازی میکروسکوپی کور و مدفون از طریق نرخ پر کردن و ضخامت دیوار مسی

با استفاده گسترده از فناوری اتصال با چگالی بالا (HDI) در PCBA، کیفیت آبکاری میکرو-ویاهای کور و مدفون به یک عامل کلیدی در یکپارچگی انتقال سیگنال تبدیل شده است. آزمایشگاه از مقاطع عرضی-برای تشریح طولی میکرو-راه های داخل PCB و اندازه گیری کمی ضخامت روکش مسی روی دیواره ها استفاده می کند. مطابق با استاندارد، طبقه‌بندی‌های دقیقی برای ضخامت مس روی دیوارهای سوراخ{6} تحت استانداردهای کلاس 1، کلاس 2 و کلاس 3 وجود دارد. مقاطع{11}}تأیید بصری از وجود حفره‌هایی در مس آبکاری شده، نازک شدن مس در گوشه‌ها به دلیل چگالی ناهموار جریان، و اینکه آیا میزان پر شدن رزین یا خمیر مس در گذرگاه‌های کور مطابق با استاندارد 95 درصد یا بالاتر است، ارائه می‌کند. داده‌های اندازه‌گیری در این ابعاد، سازندگان را قادر می‌سازد تا خطر مدارهای باز متناوب ناشی از شکستگی‌های لایه داخلی را قبل از ورود PCB شناسایی و کاهش دهند.خط مونتاژ سطح-.

کنترل دقیق بر کیفیت میکروسکوپی سنگ بنای اطمینان از اینکه هر{0}}PCB با ارزش بالا حتی در محیط‌های عملیاتی سخت، کاملاً بدون خطا باقی می‌ماند{1}}است.

حقایق سریع در مورد NeoDen

• تاسیس در سال 2010، 200 + کارمند، 27000+ متر مربع. کارخانه
• محصولات NeoDen: سری های مختلف دستگاه های PnP، NeoDen YY1، NeoDen4، NeoDen5، NeoDen K1830، NeoDen9، NeoDen N10P. Reflow Oven Series IN و همچنین SMT Line کامل شامل تمام تجهیزات SMT لازم است.
• مشتریان موفق 10000+ در سراسر جهان.
• 40+ نمایندگان جهانی تحت پوشش در آسیا، اروپا، آمریکا، اقیانوسیه و آفریقا.
• مرکز تحقیق و توسعه: 3 بخش تحقیق و توسعه با 25+ مهندسان حرفه ای تحقیق و توسعه.
• در CE فهرست شده و دارای 70+ حق اختراع است.
• 30+ مهندسین کنترل کیفیت و پشتیبانی فنی، 15+ فروشندگان ارشد بین المللی، برای پاسخگویی به موقع مشتری در عرض 8 ساعت، و ارائه راه حل های حرفه ای در عرض 24 ساعت.