Přiblížení na chyby obvodů pomocí Next-Gen Imaging


Elektrotechnici ručně identifikovali poruchy obvodů pomocí multimetrového testování a vizuálních kontrol, trávili nespočet hodin měřením proudů a kontrolou pájecích vad. Zobrazování nové generace by mohlo urychlit hledání stopových poruch v elektronických obvodech, což by vedlo k přesnější detekci a izolaci poruch. Tyto zdroje mění pohled laboratoří na mikroelektroniku, která je životní silou digitálního věku.

Potřeba pokročilé detekce a izolace poruch
Kritická infrastruktura jako telekomunikace a obnovitelné zdroje energie funguje na mikroelektronice, jako jsou polovodiče a kondenzátory. Digitální integrované obvody na deskách plošných spojů mohou mít miliony spojovacích zařízení, což z nich činí jedny z nejpropracovanějších technologických prvků na světě. Chyby po stopách v elektronických obvodech jsou nezbytné pro důkladnou kontrolu a kontrolu kvality před zahájením výroby a uvedení na trh. Toto jsou další běžné vady, které by zobrazovací zařízení mohly zvýraznit:

Problémy s pájením

Rozbité kousky

Přerušené cesty obvodů

Špatné leptání

Nedostatečné řízení napětí

Poruchy kontaktu

Proudy

Špatná termoregulace

Nekompatibilita s jinými součástkami, například s napájením

Jedna vadná PCB v bezpečnostním systému vlády by mohla vyvolat mezinárodní konflikt nebo zavřít nemocnice, protože hardware datového centra je zkratován. Příliš mnoho citlivých a nezbytných operací závisí na těchto surovinách a zdravých obvodech v moderní době, což činí z objevování a odstranění poruch jednu z nejdůležitějších prací elektroniky a inženýrů řízení.

Zobrazování zmírňuje zátěž a zároveň činí provoz cílenějším a produktivnějším. Nároky na mikroelektronické inženýry jsou nejvyšší v historii a tlaky budou jen zesilovat, jak se analogové předměty budou více digitalizovat. Propojuje nejlepší přístupy v modelových a datových metodách diagnostiky chyb pro výkonnější operace.

Optická mikroskopie
Jedná se o jednu z nejznámějších, ale nenápadných zobrazovacích metod, protože mikroskopické technologie se každoročně stávají robustnějšími. Optické mikroskopy jsou zdatné v detekci viditelných poruch a degradace obvodů. K dispozici je mnoho možností přizpůsobení a velikostí podle podezření na závadu.

Laboratoře mohou prohlížet části desky v řezech v nedestruktivním prostředí. Umožňuje jednoduché kontrastování v různých rozlišeních pro komplexní pochopení stavu obvodu. Kombinujte to s dalšími strategiemi pro efektivní identifikaci problémů, včetně, ale nejen:

Simulace termálního laseru

Fotoemisní elektronová mikroskopie

Elektroluminiscence

Transmisní elektronová mikroskopie

Hluboké reaktivní iontové leptání
Odlupování vrstev PCB je někdy nutné pro odhalení závady. To je nejpraktičtější reverzní inženýrství. Reaktivní iontové leptání pomocí jiných technik, jako je mokré chemické leptání nebo frézování iontovým paprskem, dokáže rychle odhalit výkonnostní anomálie.

Ačkoliv to není samostatná zobrazovací technika, je nezbytná pro zvýšení kvality a úspěchu spolehlivého snímku. Reaktivní jechací leptání vstupuje náboje do stopy obvodu v různých hloubkách, aby zjistil, jak daleko problémy proniknou.

Skenovací akustická mikroskopie
PCB se skládají ze substrátů a stínění, a tyto tenké lamináty vyžadují stejně důkladné zkoumání jako ostatní součásti integrovaného obvodu. SAM je zobrazovací metoda, která by mohla odhalit, zda došlo k delaminaci na základě zvukových vln odrážejících se od těchto jemných prvků. Někdy je umístění akustických procesů krystalizovanější než světlo v jiných formách detekce poruch.

Manipulace s frekvencí je klíčová pro dostatečně hluboké proniknutí do vrstev PCG a pro zdokonalení specifických vlastností, které mohou inženýři považovat za problematická. Odrážejí se ozvěny správně od povrchů, nebo obrazy odhalují signály, které unikly? Ačkoliv to může naznačovat výrobní chybu, může to také odhalit chyby v balení nebo agresivní montáž, což vede k propíchnutí a prasklinám ve vrstvách.

Rentgenové testování
Mnoho zobrazovacích metod zkoumá vnější vady, takže co odhaluje vnitřní problémy? Rentgenové testování rentgenovým nebo gama zářením je účinným zdrojem pro identifikaci nesouladů, prasklin a neefektivit pájení. Jedná se o nedestruktivní metodu, která umožňuje elektrotechnikům zkoumat mikroelektroniku do hloubky, bez ohledu na složitost konstrukce. To šetří čas a práci při pečlivém oddělování komponent — což může vést k dalším vadám v procesu.

Pokročilá rentgenová práce způsobuje, že snímky se zobrazují rychleji a s větší jasností. Programy umožňují inženýrům manipulovat, přibližovat a prohlížet fotografie, aby zlepšili rozhodování, jak a kdy se s poruchou vypořádat. Inovace jako rentgenová práce ukazují potenciál bezdotykového zobrazování k odhalení, co by jinak pečlivě zvládly pečlivě dané ruce.

Analýza horkých míst
Termovizní a analýza horkých bodů jsou ideální pro přesné určení neviditelných defektů souvisejících s rozptylem tepla a napětím. Jedná se o další neinvazivní metodu, která umožňuje zobrazovacímu zařízení identifikovat teplotní výkyvy v celém obvodu. Chrání techniky před nutností přiblížit se k částečně aktivním zařízením. Může to dokázat, že někde v zařízení je únik, nebo napájení uvolňuje proud, který je příliš silný na to, aby ho deska zvládla.

Některé metody detekce horkých bodů zahrnují kapalné krystaly, jiné využívají laserové paprsky. Ideálně krystal odhalí světlá a tmavá místa po celé desce, kde se nacházejí tepelné kapsy. Lasery se odrážejí přes substráty a pohyb identifikuje, kde dochází k přílivu tepla. Ultrazvukové vlny jsou moderní alternativou, která se snaží snížit pravděpodobnost, že vnější technologie ovlivní funkčnost desky po identifikaci.

Rastrovací elektronová mikroskopie
SEM je další oblíbená varianta mikroskopie, která využívá elektronové paprsky a atomovou interaktivitu k odhalení vad. Topografie integrovaných obvodů je okamžitě viditelná pro vysoce rozlišující, přiblížený průřez každého pájecího spoje.

Tato metoda je velmi univerzální a kompatibilní s jinými formami detekce poruch, například s energeticky disperzní rentgenovou spektroskopií. Pomáhá inženýrům najít prvky PCB, aby ověřili, že jsou na správném místě, a generovali správné reakce na vstupy. Navíc se SEM integruje s počítačem podporovanými systémy návrhu a konvenčními metodami hodnocení, jako je testování parametrů zařízení, pro komplexní zkušenost s hodnocením poruch na jednom místě.

Nalezení všech stopových chyb v elektronických obvodech
Pokročilé zobrazování bude jádrem detekce poruch nové generace v mikroelektronice. Detekce a izolace chyb bývala náročná záležitost a stále je. Elektronici však zažijí novou éru přesnosti a akce, protože zobrazování urychlí diagnostiku. Stopové poruchy v elektronických obvodech budou problémem navždy, zejména s tím, jak se technologie stává složitější a rozmanitější v aplikacích. Proto je zavádění nových zobrazovacích technik pro kontrolu kvality nyní klíčové pro průmyslovou stabilitu.