اختبار قياس الانفعال العكسي: مراقبة جودة الإجهاد الميكانيكي أثناء عملية التفكيك الميكانيكي وتركيب الدائرة المتكاملة

مقدمة

في تصنيع PCBA الحديث، الذي يعطي الأولوية للأسلاك عالية الكثافة-، أدى الاستخدام الواسع النطاق للوحات متعددة الطبقات والحزم المصغرة والراتنجات الخالية من الهالوجين- شديدة الهشاشة إلى زيادة حساسية لوحات الدوائر للضغط الميكانيكي بشكل كبير. في المشاركة-عمليات اختيار ومكان SMT-مثل فصل اللوحة الميكانيكية، واختبار ICT/FCT، وتثبيت المشتت الحراري، وتجميع الغلاف النهائي-تتعرض الركيزة لدرجات متفاوتة من الضغط أو الانحناء أو الالتواء. تترجم هذه الإجراءات الميكانيكية العيانية إلى قوى تدميرية هائلة على المستوى المجهري، مما يؤدي إلى كسور هشة في وصلات لحام BGA وشقوق دقيقة داخلية في مكثفات MLCC. يعد إدخال تقنية اختبار قياس الضغط العكسي لرصد الضغوط الميكانيكية العابرة كميًا في الوقت الفعلي أثناء العمليات الحرجة شرطًا أساسيًا مطلقًا لاعتراض الأضرار المادية الكامنة وضمان موثوقية العزل لمكونات PCBA الأساسية.

آليات أضرار الإجهاد الميكانيكي وظواهر الفشل الخفية

أثناء -مرحلة التجميع الخلفي لمعالجة PCBA، تتحمل مجموعات لوحات الدوائر المطبوعة في كثير من الأحيان أحمالًا مادية من مختلف الآليات الآلية أو الضغط اليدوي. عندما تقطع أداة القطع الخاصة بمنشار اللوحة نقاط اتصال الركيزة، أو عندما يتم تشديد براغي المشتت الحراري، يتم توليد ضغوط الشد أو القص على الفور داخل PCB. نظرًا لأن المعامل المرن لسبائك اللحام الخالية من الرصاص - والطبقات المركبة بين المعادن أعلى بكثير من معامل المرونة للركيزة الراتنجية الأساسية، يصبح الضغط شديد التركيز أسفل الوسادات عند حواف المكونات عندما يتجاوز إزاحة الانحناء الخارجي الحدود المقبولة. من المحتمل جدًا أن يؤدي هذا الحمل الميكانيكي الزائد إلى حدوث عيوب في تصفيح الشد في الوسادات، مما يتسبب في تمزق الوسادات النحاسية في الصفائح مع الراتنج. بالنسبة للمكثفات الخزفية الكبيرة متعددة الطبقات، يمكن أن يؤدي الضغط الخارجي إلى إتلاف البنية الصفائحية الداخلية بشكل مباشر، مما يؤدي إلى حدوث شقوق ميكانيكية مجهرية بزاوية 45- درجة غير مرئية للعين المجردة. وتتميز هذه العيوب بالفشل الشديد المتأخر؛ تعمل المنتجات بشكل طبيعي تمامًا أثناء اختبار وظائف المصنع ولكنها قد تتعرض لعطل كهربائي أو احتراق في مواقع التشققات بسبب تسرب الرطوبة لعدة أشهر من الخدمة في موقع المستخدم النهائي.

النهج الفني الأساسي لاختبار قياس الانفعال وتأثير الانفعال المقاوم

تكمن القيمة الأساسية لاختبار قياس الضغط في تحويل التشوه الميكانيكي المجهري وغير المرئي إلى إشارات كهربائية رقمية قابلة للقياس الكمي بدقة. يستخدم الفنيون عادةً وردة انفعال ذات زاوية قائمة- ذات مقاومة ثلاثية المحاور- تبلغ 120 أوم. باستخدام مادة لاصقة cyanoacrylate خاصة، يتم ربطها بشكل آمن بسطح PCB حول المكونات الحساسة الأكثر عرضة للتلف الناتج عن الضغط-عادةً عند الزوايا الأربع لـ BGAs الكبيرة أو على طول حواف المسامير الموجودة على الموصلات الطويلة. عندما يخضع PCBA للانحناء المادي أثناء فصل اللوحة أو تجميعها، يتم في نفس الوقت نقل قوى الشد أو الضغط المجهرية على سطح الركيزة إلى مقاييس الضغط الحساسة. تخضع مقاييس الانفعال لتشوه هندسي، مما يؤدي إلى تغيير طفيف للغاية في قيم مقاومتها. يستخدم نظام الاختبار جسر Wheatstone لتضخيم انحراف المقاومة هذا، والذي يتم تسجيله بعد ذلك في الوقت الفعلي بواسطة مقياس الضغط بمعدل أخذ عينات عالي السرعة -يزيد عن 10 كيلو هرتز. يتم تطبيق صيغ رياضية محددة لحساب التشوهات العرضية والعادية الفعلية لسطح اللوحة.

معايير الحد الكمي الإلزامية بموجب معيار IPC-JEDEC-9704A

في تقييم الجودة لإلكترونيات السيارات والتحكم الصناعي واللوحات الأم الطبية، يجب أن يلتزم اختبار قياس الضغط بعتبات المنطق الرقمي الصارمة. يوفر معيار IPC-JEDEC-9704A المعترف به من قبل الصناعة إرشادات واضحة للتحكم في إجهاد ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يجب على أقسام مراقبة الجودة تحديد الحد الأقصى المسموح به من الإجهاد ومعدل الإجهاد بناءً على سمك الركيزة ونوع حزمة المكونات وخطوات العملية المحددة. بالنسبة للألواح المفردة القياسية التي يبلغ سمكها 1.6 مم، يجب أن يقتصر الحد الأقصى لقيمة السلالة الدقيقة على حد 500 ميكرومتر في لحظة الضغط الهبوطي أثناء فصل اللوحة وتطبيق تركيبات الاختبار. بالنسبة للوحات التحكم الأساسية في السيارات المزودة بوحدات BGA ذات خطوة دقيقة تبلغ 0.5 مم، يتم تشديد هذا الحد إلى 300 με. هناك معلمة مراقبة أكثر أهمية وهي معدل الانفعال-أي المعدل الذي يتغير به الانفعال الدقيق بمرور الوقت - والذي يجب التحكم فيه بأقل من 10000 με/s. إذا تجاوز شكل موجة الاختبار الديناميكي هذه العتبة، فهذا يشير إلى أن الحركة عنيفة جدًا، ويجب إيقاف تشغيل المعدات الميكانيكية المشاركة في هذه العملية لتصحيحها.

نهاية-إلى-نهاية مغلقة-تحسين الحلقة والضبط الدقيق العكسي-ضبط معلمات المعدات والعملية

لا يحدد اختبار قياس الانفعال المشكلات المحتملة فحسب، بل إن أشكال موجات الإجهاد-الديناميكية التي يولدها تعمل أيضًا كبيانات أساسية لتوجيه تحسينات التركيبات وتحسين معدات المعالجة. عندما يعرض مقياس الضغط ارتفاعًا غير طبيعي في شكل موجة السلالة الدقيقة في نفس اللحظة التي تقطع فيها آلة إزالة الألواح PCB من النوع النصلي - الأوتوماتيكية بالكامل لوحة PCB، يجب على فريق العملية إيقاف الإنتاج على الفور وإجراء تحليل السبب الجذري. من خلال ضبط -الضبط الدقيق للضغط التنازلي للوحة-الأسطوانة الهوائية للفاصل-تقليله من 0.6 ميجا باسكال إلى 0.45 ميجا باسكال-وخفض سرعة التغذية الخطية بنسبة 30%، يمكن للفنيين إجراء اختبار SMT آخر وملاحظة أن ارتفاعات الضغط تعود بثبات إلى نطاق آمن. فيما يتعلق بتحسين تركيبات قاعدة مسبار ICT/FCT، إذا تسبب الضغط الهبوطي لمسابير الاختبار في تركيز إجهاد موضعي، يجب على القسم الهندسي، استنادًا إلى التعليقات الواردة من كل قناة من مقياس الضغط، إضافة أعمدة دعم تحديد المواقع بدقة على الجانب الخلفي عند نقاط أعلى ضغط لتحقيق توزيع متوازن متعدد{12}}للتشوه الجسدي. ومن خلال محاذاة المعلمات العكسية هذه استنادًا إلى بيانات التشوه الفيزيائي الحقيقية، يتم تحويل الخبرة الهندسية إلى معايير تقنية صارمة وقابلة للقياس الكمي.

من خلال الاعتماد على نظرة علمية شاملة للضغط الذي توفره مقاييس الضغط، يمكن التخلص تمامًا من الأضرار الميكانيكية المخفية أثناء عمليات التجميع وفصل اللوحةداخل خط الإنتاج، مما يضمن بقاء الرقائق ذات القيمة العالية-مسطحة وسليمة طوال دورة حياتها بالكامل.

حقائق سريعة عن نيودن

• تأسست عام 2010 ويعمل بها 200+ موظف و27,000+ متر مربع. مصنع حقوق الملكية المستقلة، لضمان إدارة المعايير وتحقيق معظم التأثيرات الاقتصادية وكذلك توفير التكلفة.
• تمتلك مركز التصنيع الخاص بها، والمجمع الماهر، والاختبار، ومهندسي مراقبة الجودة، لضمان القدرات القوية لتصنيع آلات NeoDen، والجودة والتسليم.
• 40+ شركاء عالميون متواجدون في آسيا وأوروبا وأمريكا وأوقيانوسيا وأفريقيا، لخدمة مستخدمي 10000+ بنجاح في جميع أنحاء العالم، لضمان خدمة محلية أفضل وأسرع واستجابة سريعة.
• 3 فرق بحث وتطوير مختلفة مع 25+ مهندسي بحث وتطوير محترفين، لضمان التطويرات الأفضل والأكثر تقدمًا والابتكارات الجديدة.
• مهندسو الدعم والخدمة باللغة الإنجليزية المهرة والمهنيون، لضمان الاستجابة السريعة في غضون 8 ساعات، ويتم توفير الحل في غضون 24 ساعة.
• الفريد من بين جميع الشركات المصنعة الصينية التي سجلت ووافقت على CE من قبل TUV NORD.
• توفر شركة NeoDen{0}}دعمًا فنيًا وخدمة مدى الحياة لجميع أجهزة NeoDen، علاوة على ذلك، تحديثات البرامج المنتظمة بناءً على تجارب الاستخدام والطلب اليومي الفعلي من المستخدمين النهائيين.