Introducción
En la fabricación de PCBA, inspección visual,inspección óptica automatizada (AOI), yInspección por rayos X-3DPuede detectar la gran mayoría de defectos relacionados con dimensiones geométricas, puentes o circuitos abiertos. Sin embargo, los problemas de calidad ocultos debajo de la superficie física-como fracturas frágiles dentro de las uniones soldadas, el crecimiento de compuestos intermetálicos (IMC) y grietas microscópicas profundas-deben identificarse utilizando métodos de prueba destructivos: análisis de microsección.
Proceso de preparación de microsección y procedimientos estándar.
Un requisito previo para el análisis microscópico es la preparación de secciones que estén libres de deformaciones y rayones y que reflejen con precisión la morfología original de las uniones de soldadura. El laboratorio de electrónica debe cumplir estrictamente con el estándar para la preparación de muestras. Los técnicos primero utilizan una máquina de corte de precisión para cortar el área de la PCBA que contiene dispositivos BGA o QFN específicos sin dañar la estructura física de las uniones de soldadura objetivo. Luego se coloca la muestra en un molde y se inyectan resina epoxi y endurecedor para su inclusión al vacío, eliminando las burbujas de aire para garantizar que la resina encapsule perfectamente la unión de soldadura. Después del curado, la muestra se muele secuencialmente usando papel de lija de carburo de silicio con granos que varían de 180 a 2000. Durante el proceso de molienda, se debe mantener un flujo de agua constante para enfriar para evitar que el calor generado por la fricción-cause una transformación de fase secundaria en la estructura metálica interna de las uniones de soldadura. Finalmente, el pulido mecánico se realiza utilizando una suspensión de pulido de óxido de aluminio de 0,3-micras hasta que la superficie presente un acabado tipo espejo, libre de rayones-bajo un microscopio.
Determinación precisa del espesor y la morfología del compuesto intermetálico (IMC)
durante eletapa de soldadura por reflujoEn el procesamiento de PCBA, el Sn en la soldadura en pasta reacciona químicamente con el Cu o Ni en la superficie de las almohadillas de PCB para formar una capa eutéctica, conocida como compuesto intermetálico (IMC). La calidad del IMC determina directamente la resistencia mecánica de la unión soldada. Los laboratorios de electrónica deben utilizar microscopios metalográficos y microscopios electrónicos de barrido (SEM) para observar la morfología del crecimiento con gran aumento. En los procesos de soldadura estándar sin plomo-, el espesor ideal del IMC debe ser constante. Un espesor inferior a 1 μm indica calor insuficiente durantesoldadura por reflujo, que constituye un defecto de soldadura y es muy propenso a provocar delaminación de las uniones de soldadura; si el espesor supera los 5 μm, indica que la temperatura del horno fue demasiado alta o el tiempo de reflujo fue demasiado largo. Debido a su fragilidad inherente, una capa de IMC excesivamente gruesa puede convertirse en una fuente de fractura cuando la PCBA se somete a impactos mecánicos por caídas o choques térmicos. Al mismo tiempo, una morfología saludable del IMC debe exhibir una estructura uniforme en forma de abanico-, en lugar de una estructura en forma de aguja-o de escamas- irregulares.
Trazabilidad inversa del fenómeno de la "almohadilla negra" y las grietas interfaciales
Para los PCB tratados con níquel-oro químico (ENIG), el análisis metalográfico es el método decisivo para diagnosticar el "fenómeno de la almohadilla negra", un asesino oculto. Bajo un microscopio metalográfico o un espectrómetro de energía-dispersiva (EDS), si se observa una región continua similar a una banda negra- (es decir, una capa rica en fósforo-) en la interfaz entre la capa de níquel y el IMC, acompañada de grietas microscópicas en forma de dientes de sierra-, se puede identificar como un defecto de "níquel negro". Esto ocurre porque, durante el desplazamiento del oro, el oro fundido provoca una oxidación excesiva de la capa de níquel, lo que lleva a una pérdida excesiva de átomos de níquel. Cuando se somete a tensión térmica o vibración alterna, la unión soldada se fracturará limpiamente a lo largo de esta área vulnerable. Las secciones metalográficas no solo delinean claramente si la fractura ocurrió en la capa de sustrato de PCB, la capa de níquel-oro o la interfaz de soldadura, sino que también ayudan a los equipos de ingeniería a rastrear la causa raíz hasta un problema de proceso en el proveedor de PCB o desviaciones de parámetros en la curva de soldadura por reflujo en la línea de producción, identificando así rápidamente la dirección de la acción correctiva.
Cuantificación microscópica de tasas de llenado ciegas y enterradas y espesor de pared de cobre
Con la adopción generalizada de la tecnología de interconexión de alta-densidad (HDI) en PCBA, la calidad del revestimiento de las vías micro-ciegas y enterradas se ha convertido en un factor clave que afecta la integridad de la transmisión de la señal. El laboratorio utiliza secciones transversales-para diseccionar longitudinalmente las micro-vías dentro de la PCB y medir cuantitativamente el espesor del revestimiento de cobre en las paredes de las vías. De acuerdo con la norma, existen clasificaciones estrictas para el espesor del cobre en las paredes con orificios pasantes según las normas Clase 1, Clase 2 y Clase 3. Las secciones transversales-brindan una confirmación visual de si hay huecos en el cobre galvanizado, si el cobre se adelgaza en las esquinas debido a una densidad de corriente desigual y si la tasa de llenado de resina o pasta de cobre dentro de las vías ciegas cumple con el estándar del 95% o más. Los datos de medición en estas dimensiones permiten a los fabricantes identificar y mitigar de forma proactiva el riesgo de circuitos abiertos intermitentes causados por fracturas de capas internas antes de que la PCB entre en ellínea de montaje de montaje en superficie-.
El control estricto de la calidad microscópica es la piedra angular para garantizar que cada PCB de alto-valor permanezca completamente libre de fallas-incluso en entornos operativos hostiles.
Datos breves sobre NeoDen
- Fundada en 2010, 200 + empleados, 27000+ m2. fábrica.
- Productos NeoDen: máquinas PnP de diferentes series, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. La serie IN de hornos de reflujo, así como la línea SMT completa, incluyen todo el equipo SMT necesario.
- 10000+ clientes exitosos en todo el mundo.
- 40+ Agentes Globales cubiertos en Asia, Europa, América, Oceanía y África.
- Centro de I+D: 3 departamentos de I+D con 25+ ingenieros profesionales de I+D.
- Listado con CE y obtenido 70+ patentes.
- 30+ ingenieros de control de calidad y soporte técnico, 15+ ventas internacionales senior, para una respuesta oportuna al cliente en un plazo de 8 horas y soluciones profesionales proporcionadas en un plazo de 24 horas.