Analisi dei guasti e dei difetti delle PCB
Gli smartphone e altri dispositivi richiedono sempre più spesso PCB e componenti elettronici più piccoli e più densi. Nell'industria automobilistica, le tecnologie di frenata automatica e di guida autonoma hanno favorito il controllo computerizzato. C'è una crescente domanda di PCB affidabili e di miglioramento della qualità attraverso l'analisi dei guasti e dei difetti.
Questa sezione presenta nuovi esempi di analisi dei guasti e dei difetti delle PCB con il più recente microscopio digitale 4K di KEYENCE.
- Importanza dell'analisi dei guasti delle PCB
- Metodi di analisi dei guasti e dei difetti delle PCB
- Recenti esempi di osservazione e analisi delle PCB
- Osservazione e analisi del wire bonding
- Osservazione e analisi di sezioni trasversali e superfici di pacchetti di semiconduttori
- Osservazione, misurazione e analisi delle PCB
- Ispezione dell'aspetto finale dei chip di circuiti integrati
- Ispezione e analisi di particelle estranee mescolate nei chip di circuiti integrati
- Miglioramento dell'accuratezza e dell'efficienza lavorativa dell'analisi dei guasti e dei difetti delle PCB
Importanza dell'analisi dei guasti delle PCB
Mentre smartphone, tablet e dispositivi indossabili sono diventati più piccoli, più sottili e più funzionali, le PCB e i componenti continuano a essere ancora più piccoli, più densi e più stratificati. Nell'industria automobilistica, la ricerca e lo sviluppo di tecnologie come i freni automatici e la guida autonoma hanno favorito il ricorso al controllo computerizzato di componenti importanti. Tale controllo richiede quindi che le PCB e i componenti elettronici abbiano un'elevata durata e affidabilità, in modo da resistere alle sollecitazioni a lungo termine causate dalla guida, dall'accelerazione e dall'arresto.
I terminali e i dispositivi hanno ormai un ruolo importante in diverse situazioni quotidiane e le automobili richiedono un elevato grado di sicurezza. Eventuali guasti e difetti di importanti componenti computerizzati in questi prodotti possono causare gravi problemi o incidenti.
Per valutare la durata e l'affidabilità delle PCB e dei componenti elettronici, i test di valutazione dell'affidabilità, compresi quelli di accelerazione, sono diventati sempre più importanti. Oltre a questi test, l'uso del microscopio per identificare i difetti e le cause dei guasti è più importante che mai.
Questa sezione spiega i metodi di analisi dei difetti e dei guasti delle PCB per i guasti causati durante la produzione e la spedizione.
Metodi di analisi dei guasti e dei difetti delle PCB
Per identificare i difetti e i guasti delle PCB si utilizzano i seguenti metodi:
- Identificazione dei punti di guasto
- I punti di guasto vengono identificati attraverso una serie di dispositivi e tecniche, tra cui la spettroscopia, la microtomografia e la microtermografia.
- Comprendere i punti di guasto
- Per comprendere correttamente le proprietà fisiche delle strutture microscopiche, queste vengono osservate con un microscopio a raggi X a trasmissione, uno scanner CT, un microanalizzatore a sonda elettronica (EPMA) o altri strumenti.
- Osservazione e analisi delle aree con difetti
- Per identificare le cause specifiche, i difetti vengono analizzati da vicino attraverso l'osservazione in sezione delle aree che presentano difetti, utilizzando strumenti come microscopi, microscopi elettronici a scansione (SEM), microscopi a fascio ionico focalizzato (FIB) ed EPMA.
Recenti esempi di osservazione e analisi delle PCB
Nell'analisi dei guasti e dei difetti delle PCB introdotta nella sezione precedente, l'accuratezza dell'osservazione e dell'analisi delle aree difettose è particolarmente importante. Per identificare le cause dei guasti, l'analisi e la valutazione devono essere rapide e accurate.
I microscopi sono spesso utilizzati per ispezionare l'aspetto delle aree difettose in tali analisi e valutazioni. Le procedure tradizionali, tuttavia, tendono a essere complicate a causa dell'utilizzo di sistemi di grandi dimensioni o della combinazione di più sistemi, e quindi richiedono molto tempo per essere completate. Le procedure presentano inoltre molti problemi in termini di osservazione e analisi a causa delle superfici irregolari di parti minuscole, delle condizioni di illuminazione indeterminate e dei contorni sottili.
Il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX di KEYENCE utilizza un obiettivo HR ad alta risoluzione e una tecnologia all'avanguardia, come il sensore immagini CMOS 4K, che consente un'osservazione e un'analisi accurate delle aree difettose con immagini 4K chiare. La Serie VHX supporta anche misure 2D e 3D di facile utilizzo, il che offre la possibilità di completare rapidamente tutte le attività di analisi richieste.
Questa sezione presenta gli ultimi esempi di osservazione e analisi con la Serie VHX.
Osservazione e analisi del wire bonding
I sistemi tradizionali si concentrano solo su una parte del wire bonding tridimensionale collegati a una matrice e sono inoltre influenzati dall'abbagliamento delle superfici riflettenti. Questi problemi rendono estremamente difficile l'acquisizione di immagini chiare.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX è dotato di un sistema di osservazione ad angolo libero, che consente l'osservazione inclinata da qualsiasi angolazione, di un'illuminazione uniforme, ottenuta grazie alla luce incorporata altamente funzionale, di una funzione di rimozione dei bagliori, che riduce i riflessi delle superfici riflettenti e di una composizione della profondità in tempo reale, che mette a fuoco l'intero obiettivo tridimensionale. Queste caratteristiche consentono agli operatori di osservare e analizzare il wire bonding con immagini chiare e perfettamente a fuoco.
(sinistra: 200x/destra: 20x)
Osservazione e analisi di sezioni trasversali e superfici di pacchetti di semiconduttori
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX è dotato di un'illuminazione versatile, che comprende campo scuro, campo chiaro, contrasto differenziale di interferenza (DIC) e polarizzazione. Questa illuminazione versatile consente di osservare le caratteristiche delle colle e delle paste utilizzate per l'imballaggio dei semiconduttori.
Anche se la sezione trasversale di un campione inglobato nella resina presenta irregolarità dovute al taglio o alla lucidatura, è possibile osservare con precisione la superficie.
in basso: illuminazione in campo chiaro (100x e 300x)
Grazie al sistema di osservazione ad angolo libero della Serie VHX, è possibile osservare le superfici delle confezioni e i pin ad alto ingrandimento da qualsiasi angolazione. Una profondità di campo circa 20 volte superiore a quella dei microscopi tradizionali consente un'analisi rapida ed estremamente accurata con immagini completamente a fuoco, eliminando la necessità di fastidiose regolazioni.
Osservazione, misurazione e analisi delle PCB
Le schede a circuiti stampati (PCB), su cui sono montati i componenti elettronici, presentano irregolarità, colori diversi e riflettività sulle loro superfici. Questi problemi hanno tradizionalmente reso difficile la determinazione delle condizioni di messa a fuoco e di illuminazione, rendendo il lavoro molto lungo.
L'obiettivo HR ad alta risoluzione e il revolver motorizzato del microscopio digitale 4K della Serie VHX offrono una funzione di zoom senza soluzione di continuità che passa automaticamente da un obiettivo all'altro da 20x a 6000x di ingrandimento. Questa funzione consente agli operatori di eseguire lo zoom e l'osservazione con operazioni intuitive. Con il sistema di osservazione ad angolo libero, è possibile acquisire immagini completamente a fuoco e ad alta risoluzione anche nell'osservazione inclinata ad alto ingrandimento. Pertanto, i componenti di montaggio tridimensionali possono essere osservati e analizzati chiaramente. Le immagini a diversi ingrandimenti possono essere visualizzate una accanto all'altra grazie alla funzione split-screen, consentendo agli operatori di individuare sempre l'area di montaggio difettosa da analizzare, anche nel caso di PCB dense.
Inoltre, è possibile eseguire misure di forma e profilo 3D direttamente su un'immagine ad alta risoluzione utilizzando le informazioni sull'altezza, consentendo agli operatori di completare l'analisi e la valutazione quantitativa con un'unica unità.
Ispezione dell'aspetto finale dei chip di circuiti integrati
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX supporta ingrandimenti elevati fino a 6000x, consentendo così l'acquisizione di immagini 4K ad alta risoluzione anche ad alto ingrandimento. Grazie alla composizione della profondità e alla funzione HDR, gli obiettivi con superfici irregolari possono essere completamente messi a fuoco in varie condizioni di illuminazione, consentendo così agli operatori di catturare anche i graffi più sottili sui modelli di chip di circuiti integrati.
Oltre all'analisi dei guasti e dei difetti delle PCB, è possibile eseguire analisi e valutazioni rapide e accurate nelle ispezioni dell'aspetto finale eseguite nei siti di produzione.
di un punto di guasto (fino a 1000x)
Ispezione e analisi di particelle estranee mescolate nei chip di circuiti integrati
Le particelle estranee mescolate nei circuiti possono causare cortocircuiti, con conseguenti guasti e difetti dei componenti.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX acquisisce immagini chiare di particelle estranee ad alto ingrandimento. L'imaging 3D consente di separare le particelle estranee dalle irregolarità presenti sulla superficie del circuito.
Inoltre, la Serie VHX consente di misurare la forma e il profilo 3D delle particelle estranee utilizzando le informazioni sull'altezza delle immagini 3D. Un'unica unità consente di identificare le particelle estranee, valutarne le dimensioni e creare un report, aumentando notevolmente la produttività.
Miglioramento dell'accuratezza e dell'efficienza lavorativa dell'analisi dei guasti e dei difetti delle PCB
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX consente osservazioni e immagini rapide e misurazioni 2D e 3D. Con tutte queste funzioni riunite in un'unica unità, l'analisi dei difetti e dei guasti delle PCB è più rapida ed efficiente.
L'analisi avanzata e la valutazione quantitativa possono essere eseguite con semplici operazioni, consentendo a chiunque, indipendentemente dal livello di competenza, di ottenere gli stessi risultati.
Oltre alle funzioni qui introdotte, la Serie VHX è dotata di molte altre funzioni che supportano l'analisi di vari guasti e difetti che si verificano in diversi tipi di obiettivi.
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