מיקרו-סעיף: כיצד מעבדות אלקטרוניקה מעריכות את איכות הריתוך המיקרו-מבני

מָבוֹא

בייצור PCBA, בדיקה חזותית,בדיקה אופטית אוטומטית (AOI), ובדיקת -רנטגן תלת מימדיתיכול לזהות את הרוב המכריע של הליקויים הקשורים לממדים גיאומטריים, גישור או מעגלים פתוחים. עם זאת, יש לזהות בעיות איכות המוסתרות מתחת למשטח הפיזי-כגון שברים שבירים בתוך מפרקי הלחמה, גידול של תרכובות בין-מתכתיות (IMC) וסדקים עמוקים מיקרוסקופיים-באמצעות שיטות בדיקה הרסניות: ניתוח מיקרו-חתך.

תהליך הכנת מיקרו חתך ונהלים סטנדרטיים

תנאי מוקדם לניתוח מיקרוסקופי הוא הכנת קטעים נקיים מעיוותים ושריטות ואשר משקפים במדויק את המורפולוגיה המקורית של מפרקי ההלחמה. מעבדת האלקטרוניקה חייבת לעמוד בקפדנות בתקן להכנת דגימות. טכנאים משתמשים תחילה במכונת חיתוך מדויקת כדי לחתוך את השטח של ה-PCBA המכיל התקני BGA או QFN ספציפיים מבלי לפגוע במבנה הפיזי של מפרקי הלחמת המטרה. לאחר מכן מכניסים את המדגם לתבנית, ושרף אפוקסי ומקשה מוזרקים להטבעה בוואקום, תוך הסרת בועות אוויר כדי להבטיח שהשרף עוטף בצורה מושלמת את מפרק ההלחמה. לאחר הריפוי, הדגימה נטחנת ברצף באמצעות נייר זכוכית סיליקון קרביד עם גריסים הנעים בין 180 ל-2000. במהלך תהליך הטחינה, יש לשמור על זרימת מים קבועה לקירור כדי למנוע מחיכוך שנוצר בחום שיגרום לשינוי פאזה משנית במבנה המתכת הפנימי של מפרקי ההלחמה. לבסוף, ליטוש מכני מבוצע באמצעות תמיסת ליטוש תחמוצת אלומיניום בגודל 0.3-מיקרון עד שהמשטח מראה גימור ללא שריטות- דמוי מראה מתחת למיקרוסקופ.

קביעה מדויקת של עובי ומורפולוגיה של תרכובת בין-מתכתית (IMC).

במהלך השלב הלחמה מחדששל עיבוד PCBA, ה-Sn במשחת ההלחמה מגיב כימית עם ה-Cu או ה-Ni על פני רפידות ה-PCB ליצירת שכבה אוטקטית, המכונה תרכובת בין-מתכתית (IMC). איכות ה-IMC קובעת ישירות את החוזק המכני של מפרק ההלחמה. מעבדות אלקטרוניקה חייבות להשתמש במיקרוסקופים מטאלוגרפיים ובמיקרוסקופים סורקים של אלקטרונים (SEM) כדי לצפות במורפולוגיה של הגדילה בהגדלה גבוהה. בתהליכי הלחמה ללא עופרת-סטנדרטיים, עובי ה-IMC האידיאלי חייב להיות עקבי. עובי של פחות מ-1 מיקרומטר מעיד על חוסר חום במהלךהלחמה חוזרת, המהווה פגם בהלחמה ונוטה מאוד לגרום לדלמינציה של מפרק הלחמה; אם העובי עולה על 5 מיקרומטר, זה מציין שטמפרטורת התנור הייתה גבוהה מדי או שזמן הזרימה החוזרת היה ארוך מדי. בשל שבירותה המובנית, שכבת IMC עבה מדי יכולה להפוך למקור לשבר כאשר ה-PCBA נתון לפגיעה מכנית מנפילות או הלם תרמי. יחד עם זאת, מורפולוגיה בריאה של IMC צריכה להפגין מבנה אחיד בצורת מניפה, ולא מבנה דמוי מחט-או לא סדיר כמו פתיתים-.

עקיבות הפוכה של תופעת "הפד השחור" וסדקים בממשק הפנים

עבור PCBs שטופלו בציפוי ניקל-זהב ללא חשמל (ENIG), ניתוח מטאלוגרפי הוא השיטה המכרעת לאבחון "תופעת הרפידות השחורות", רוצח נסתר. תחת מיקרוסקופ מטאלוגרפי או אנרגיה-ספקטרומטר מפזר (EDS), אם נצפתה אזור כמו פס שחור-מתמשך (כלומר שכבה עשירה בזרחן) בממשק שבין שכבת הניקל ל-IMC, בליווי שן משור מיקרוסקופית-ניתן לזהות סדקים בצורת ניקל כ"פגם". זה קורה מכיוון שבמהלך עקירת הזהב, הזהב המותך גורם לחמצון מוגזם של שכבת הניקל, מה שמוביל לאובדן יתר של אטומי ניקל. כאשר הוא נתון למתח תרמי או רטט לסירוגין, מפרק ההלחמה ישבר בצורה נקייה לאורך אזור פגיע זה. קטעים מטאלוגרפיים לא רק משרטטים בבירור אם השבר התרחש בשכבת המצע של ה-PCB, בשכבת הזהב-ניקל או בממשק ההלחמה, אלא גם עוזרים לצוותי הנדסה לאתר את הסיבה לבעיית תהליך אצל ספק ה-PCB או לסטיות פרמטרים בעקומת ההלחמה מחדש בקו הייצור, ובכך לזהות במהירות את הכיוון לפעולה מתקנת.

כימות מיקרוסקופי של שיעורי מילוי עיוורים וקבורים ועובי דופן נחושת

עם האימוץ הנרחב של טכנולוגיית High-Density Interconnect (HDI) ב-PCBA, איכות הציפוי של חיבורים מיקרו-עיוורים וקבורים הפכה לגורם מפתח המשפיע על שלמות שידור האות. המעבדה משתמשת בחתכים -כדי לנתח אורכי את ה-micro-vias בתוך ה-PCB ולמדוד כמותית את עובי ציפוי הנחושת על דפנות ה-via. בהתאם לתקן, ישנם סיווגים קפדניים לעובי נחושת על קירות דרך-חור תחת תקנים Class 1, Class 2 ו- Class 3. חתכים- מספקים אישור חזותי אם יש חללים בנחושת המצופה אלקטרוניקה, אם הנחושת מדוללת בפינות עקב צפיפות זרם לא אחידה, ואם קצב המילוי של משחת השרף או הנחושת בתוך צינורות עיוור עומד בתקן של 95% ומעלה. נתוני מדידה על פני ממדים אלה מאפשרים ליצרנים לזהות ולהפחית באופן יזום את הסיכון של מעגלים פתוחים לסירוגין הנגרמים משברי שכבה פנימית לפני שה-PCB נכנס ל-PCBפס ייצור-משטח.

שליטה קפדנית על איכות מיקרוסקופית היא אבן היסוד להבטיח שכל- PCB בעל ערך גבוה יישאר נקי לחלוטין מתקלות- אפילו בסביבות הפעלה קשות.

עובדות מהירות על NeoDen

• הוקמה בשנת 2010, 200 + עובדים, 27000+ מ"ר. מִפְעָל.
• מוצרי NeoDen: מכונות PnP מסדרות שונות, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN סדרת, כמו גם ליין SMT שלם כולל את כל ציוד ה-SMT הדרוש.
• 10000+ לקוחות מוצלחים ברחבי העולם.
• 40+ סוכנים גלובליים מכוסים באסיה, אירופה, אמריקה, אוקיאניה ואפריקה.
• מרכז מו"פ: 3 מחלקות מו"פ עם 25+ מהנדסי מו"פ מקצועיים.
• רשום עם CE וקיבל 70+ פטנטים.
• 30+ מהנדסי בקרת איכות ותמיכה טכנית, 15+ מכירות בינלאומיות בכירות, לתגובת לקוחות בזמן תוך 8 שעות, ופתרונות מקצועיים המספקים תוך 24 שעות.