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如何解决开关电源之PCB出现失效的问题
来源:东莞市成良智能科技 发布时间:2019-11-09 点击量:928
作为开关电源之各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽,开关电源之PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分,其质量的好坏与可靠性水平决定了开关电源等整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因,PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。
对于这种失效问题,我们需要用到一些常用的失效分析技术,来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证,重点总结了九项用于开关电源之PCB失效分析的技术,包括:外观检查、X射线透视检查、金相切片分析、热分析、光电子能谱分析、显微红外分析、扫描电镜分析以及X射线能谱分析等。
1.外观检查就是目测或利用一些简单仪器,如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查开关电源之PCB的外观,寻找失效的部位和相关的物证,主要的作用就是失效定位和初步判断开关电源之PCB的失效模式。
2.X射线透视检查对于某些不能通过外观检查到的部位以及开关电源之PCB的通孔内部和其他内部缺陷,只好使用X射线透视系统来检查。X光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X光的吸湿或透过率的不同原理来成像。
3.切片分析切片分析就是通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀、观察等一系列手段和步骤获得开关电源之PCB横截面结构的过程。通过切片分析可以得到反映PCB(通孔、镀层等)质量的微观结构的丰富信息,为下一步的质量改进提供很好的依据。
4.扫描声学显微镜目前用于电子封装或组装分析的主要是C模式的超声扫描声学显微镜,它是利用高频超声波在材料不连续界面上反射产生的振幅及位相与极性变化来成像,其扫描方式是沿着Z轴扫描X-Y平面的信息。
5.显微红外分析显微红外分析就是将红外光谱与显微镜结合在一起的分析方法,它利用不同材料(主要是有机物)对红外光谱不同吸收的原理,分析材料的化合物成分,再结合显微镜可使可见光与红外光同光路,只要在可见的视场下,就可以寻找要分析微量的有机污染物。
6.扫描电子显微镜分析扫描电子显微镜(SEM)是进行失效分析的一种最有用的大型电子显微成像系统,其工作原理是利用阴极发射的电子束经阳极加速,由磁透镜聚焦后形成一束直径为几十至几千埃(A)的电子束流,在扫描线圈的偏转作用下,电子束以一定时间和空间顺序在试样表面作逐点式扫描运动,这束高能电子束轰击到样品表面上会激发出多种信息,经过收集放大就能从显示屏上得到各种相应的图形。
7.X射线能谱分析上面所说的扫描电镜一般都配有X射线能谱仪。当高能的电子束撞击样品表面时,表面物质的原子中的内层电子被轰击逸出,外层电子向低能级跃迁时就会激发出特征X射线,不同元素的原子能级差不同而发出的特征X射线就不同,因此,可以将样品发出的特征X射线作为化学成分分析。
8.光电子能谱(XPS)样品受X射线照射时,表面原子的内壳层电子会脱离原子核的束缚而逸出固体表面形成电子,测量其动能Ex,可得到原子的内壳层电子的结合能Eb,Eb因不同元素和不同电子壳层而异,它是原子的“指纹”标识参数,形成的谱线即为光电子能谱(XPS)。
9.热分析差示扫描量热法(Differential Scanning Calorim- etry):在程序控温下,测量输入到物质与参比物质之间的功率差与温度(或时间)关系的一种方法。
由于开关电源之PCB高密度的发展趋势以及无铅与无卤的环保要求,越来越多的开关电源之PCB出现了润湿不良、爆板、分层、CAF等等各种失效问题。开关电源之PCB失效机理与原因的获得将有利于将来对PCB的质量控制,从而避免类似问题的再度发生。
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