القسم الدقيق: كيف تقوم مختبرات الإلكترونيات بتقييم جودة اللحام المجهري

مقدمة

في تصنيع PCBA، والفحص البصري،الفحص البصري الآلي (AOI)، والفحص بالأشعة السينية -ثلاثي الأبعاديمكنه اكتشاف الغالبية العظمى من العيوب المتعلقة بالأبعاد الهندسية أو الجسور أو الدوائر المفتوحة. ومع ذلك، فإن مشكلات الجودة المخفية تحت السطح المادي-مثل الكسور الهشة داخل مفاصل اللحام، ونمو المركبات بين المعادن (IMCs)، والشقوق العميقة المجهرية-يجب تحديدها باستخدام طرق الاختبار المدمرة: تحليل المقطع المجهري.

عملية تحضير القسم المجهري والإجراءات القياسية

من المتطلبات الأساسية للتحليل المجهري إعداد مقاطع خالية من التشوه والخدوش وتعكس بدقة الشكل الأصلي لمفاصل اللحام. يجب أن يلتزم مختبر الإلكترونيات بشكل صارم بمعايير إعداد العينات. يستخدم الفنيون أولاً آلة قطع دقيقة لقطع منطقة PCBA التي تحتوي على أجهزة BGA أو QFN محددة دون الإضرار بالبنية المادية لمفاصل اللحام المستهدفة. يتم بعد ذلك وضع العينة في قالب، ويتم حقن راتنجات الإيبوكسي والمقوي للتضمين الفراغي، وإزالة فقاعات الهواء لضمان تغليف الراتينج لمفصل اللحام بشكل مثالي. بعد المعالجة، يتم طحن العينة بشكل تسلسلي باستخدام ورق صنفرة من كربيد السيليكون مع حبيبات تتراوح من 180 إلى 2000. أثناء عملية الطحن، يجب الحفاظ على تدفق ثابت للمياه للتبريد لمنع الاحتكاك -الحرارة المتولدة من التسبب في تحول المرحلة الثانوية في الهيكل المعدني الداخلي لمفاصل اللحام. وأخيرًا، يتم إجراء التلميع الميكانيكي باستخدام ملاط ​​تلميع من أكسيد الألومنيوم بقطر 0.3-ميكرون حتى يُظهر السطح لمسة نهائية خالية من الخدوش-تشبه المرآة تحت المجهر.

التحديد الدقيق لسمك المركب المعدني (IMC) ومورفولوجيته

خلالمرحلة لحام إنحسرمن معالجة PCBA، يتفاعل Sn الموجود في معجون اللحام كيميائيًا مع Cu أو Ni على سطح ألواح PCB لتشكيل طبقة سهلة الانصهار، تُعرف باسم المركب المعدني (IMC). تحدد جودة IMC بشكل مباشر القوة الميكانيكية لمفصل اللحام. يجب أن تستخدم مختبرات الإلكترونيات المجاهر المعدنية والمجاهر الإلكترونية الماسحة (SEM) لمراقبة شكل النمو عند التكبير العالي. في عمليات اللحام القياسية الخالية من الرصاص-، يجب أن يكون سمك IMC المثالي متسقًا. سمك أقل من 1 ميكرومتر يشير إلى عدم كفاية الحرارة أثناءلحام إنحسر، والذي يشكل عيبًا في اللحام ويكون عرضة بشكل كبير للتسبب في تفكيك وصلة اللحام؛ إذا تجاوزت السُمك 5 ميكرومتر، فهذا يشير إلى أن درجة حرارة الفرن كانت مرتفعة جدًا أو أن وقت إعادة التدفق كان طويلًا جدًا. نظرًا لهشاشتها المتأصلة، يمكن أن تصبح طبقة IMC شديدة السُمك مصدرًا للكسر عندما تتعرض PCBA لتأثير ميكانيكي من قطرات أو صدمة حرارية. في الوقت نفسه، يجب أن يظهر شكل IMC الصحي بنية موحدة على شكل مروحة-، بدلاً من بنية تشبه الإبرة-أو بنية غير منتظمة-.

التتبع العكسي لظاهرة "الوسادة السوداء" والشقوق البينية

بالنسبة لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تمت معالجتها بطلاء-الذهب غير الكهربي (ENIG)، فإن تحليل دراسة المعادن هو الطريقة الحاسمة لتشخيص "ظاهرة الوسادة السوداء"، وهي ظاهرة قاتلة خفية. تحت المجهر الميتالوجرافي أو مطياف تشتيت الطاقة - (EDS)، إذا تمت ملاحظة شريط أسود مستمر-مثل المنطقة (على سبيل المثال، طبقة غنية بالفوسفور-) عند السطح البيني بين طبقة النيكل وIMC، مصحوبًا بشقوق مجهرية على شكل مسننة -، فيمكن تحديده على أنه عيب "نيكل أسود". يحدث هذا لأنه أثناء إزاحة الذهب، يتسبب الذهب المنصهر في أكسدة مفرطة لطبقة النيكل، مما يؤدي إلى فقدان مفرط لذرات النيكل. عندما يتعرض لضغط حراري أو اهتزاز متناوب، فإن وصلة اللحام سوف تنكسر بشكل نظيف على طول هذه المنطقة الضعيفة. لا تحدد أقسام دراسة المعادن بوضوح ما إذا كان الكسر قد حدث في الطبقة الأساسية لثنائي الفينيل متعدد الكلور، أو طبقة الذهب-من النيكل، أو واجهة اللحام، ولكنها تساعد أيضًا الفرق الهندسية على تتبع السبب الجذري مرة أخرى إما إلى مشكلة في العملية لدى مورد ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو انحرافات المعلمات في منحنى اللحام بإعادة التدفق على خط الإنتاج، وبالتالي تحديد اتجاه الإجراء التصحيحي بسرعة.

القياس الكمي المجهري للمكفوفين والمدفونين عن طريق معدلات التعبئة وسمك الجدار النحاسي

من خلال الاعتماد الواسع النطاق لتقنية التوصيل البيني عالي الكثافة (HDI) في PCBA، أصبحت جودة الطلاء للممرات الدقيقة -المخفية والمدفونة عاملًا رئيسيًا يؤثر على سلامة نقل الإشارة. يستخدم المختبر مقاطع عرضية- لتشريح الممرات الدقيقة -طوليًا داخل لوحة PCB وقياس سمك الطلاء النحاسي على جدران الممرات كميًا. وفقًا للمعيار، هناك تصنيفات صارمة لسمك النحاس على جدران الفتحات - بموجب معايير الفئة 1 والفئة 2 والفئة 3. توفر المقاطع العرضية- تأكيدًا مرئيًا لما إذا كانت هناك فراغات في النحاس المطلي بالكهرباء، وما إذا كان النحاس ضعيفًا عند الزوايا بسبب كثافة التيار غير المتساوية، وما إذا كان معدل ملء الراتنج أو عجينة النحاس داخل الفتحات العمياء يفي بمعيار 95% أو أعلى. تمكن بيانات القياس عبر هذه الأبعاد الشركات المصنعة من تحديد وتخفيف مخاطر الدوائر المفتوحة المتقطعة الناتجة عن كسور الطبقة الداخلية قبل دخول ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلىسطح -خط تجميع التركيب.

إن التحكم الصارم في الجودة المجهرية هو حجر الزاوية لضمان أن كل{0}}لوحة PCB عالية القيمة تظل خالية تمامًا من الأخطاء-حتى في بيئات التشغيل القاسية.

حقائق سريعة عن نيودن

• تأسست عام 2010، عدد الموظفين 200 +، 27000+ متر مربع. مصنع.
• منتجات NeoDen: آلات PnP من سلسلة مختلفة، NeoDen YY1، NeoDen4، NeoDen5، NeoDen K1830، NeoDen9، NeoDen N10P. تتضمن سلسلة فرن إعادة التدفق IN، بالإضافة إلى خط SMT الكامل جميع معدات SMT الضرورية.
• عملاء 10000+ ناجحون في جميع أنحاء العالم.
• 40+ الوكلاء العالميون المشمولون في آسيا وأوروبا وأمريكا وأوقيانوسيا وأفريقيا.
• مركز البحث والتطوير: 3 أقسام للبحث والتطوير مع 25+ مهندسي بحث وتطوير محترفين.
• مُدرج مع CE وحصل على 70+ من براءات الاختراع.
• 30+ مهندسو مراقبة الجودة والدعم الفني، 15+ كبار المبيعات الدولية، للاستجابة للعملاء في الوقت المناسب خلال 8 ساعات، وتوفير الحلول الاحترافية في غضون 24 ساعة.