L'analyse des défaillances des circuits imprimés vous garantit une bonne qualité

Ryan est ingénieur électronique senior chez MOKO et possède plus de dix ans d'expérience dans ce secteur. Spécialisé dans la conception de circuits imprimés, la conception électronique et la conception embarquée, il propose des services de conception et de développement électronique à des clients de divers secteurs, de l'IoT aux LED, en passant par l'électronique grand public et le médical.
Table des matières
L'analyse des défaillances des circuits imprimés vous garantit une bonne qualité

Les produits et composants électriques et électroniques modernes se caractérisent par des technologies de pointe et offrent aux utilisateurs des fonctionnalités et des services impensables il y a quelques années seulement. Pourtant, malgré ces technologies et procédés de fabrication de pointe, des erreurs et des défaillances de produits et composants électriques et électroniques se produisent régulièrement, ce qui nous amène au sujet d'aujourd'hui : l'analyse des défaillances des circuits imprimés !

Les raisons sont multiples et vont d'une conception inadéquate à une mauvaise qualité des matériaux, en passant par des spécifications de fabrication inexactes. Malheureusement, les erreurs et les pannes des produits électriques et électroniques sont souvent non seulement source d'inconvénients, mais peuvent également s'accompagner de risques considérables pour les personnes et l'environnement.

Qu'est-ce qu'une analyse de défaillance de PCB

L'analyse des défaillances de circuits imprimés (PCB) désigne une étude approfondie des causes de la défaillance d'un produit ou d'un composant. Grâce à un large éventail de techniques et de méthodes de test, les ingénieurs d'essai identifient et évaluent les causes spécifiques de la défaillance d'un produit ou d'un composant.

Une fois la cause identifiée, des mesures peuvent être prises pour modifier ou redévelopper le produit afin d'éviter toute défaillance future. Certaines méthodes d'analyse des erreurs peuvent également être utilisées dès la phase de prototypage afin de détecter précocement les erreurs potentielles et de corriger les faiblesses avant le lancement du produit.

Pourquoi l'analyse des défaillances des PCB est-elle importante ?

Les défaillances de produits ont de nombreuses conséquences pour les fabricants de produits et composants électriques et électroniques. Des produits qui ne fonctionnent pas comme prévu peuvent décevoir les utilisateurs et nuire à la réputation de l'entreprise en tant que fabricant de produits de haute qualité. Cependant, ces défaillances peuvent également entraîner des rappels de produits coûteux et chronophages, ainsi que la mauvaise publicité qui en découle.

Dans le pire des cas, les défaillances des produits mettent en danger les personnes et les biens, entraînant des blessures, voire la mort. L'analyse des défauts aide les fabricants à améliorer la qualité et la sécurité de leurs produits et à réduire le risque de défaillances futures sur des appareils similaires.

Que peut faire MOKO Technology pour votre PCB 

Pour l'analyse des défauts, nous proposons une gamme complète de services de test pour les produits et composants électriques et électroniques. Outre l'analyse des défauts, nous proposons également les services de test suivants :

Essais de revêtement/technologie des couches minces

– y compris la détermination de la composition chimique, de l’épaisseur de la couche, de l’orientation et de la qualité du revêtement ainsi que des tests d’adhérence.

Essais de circuits imprimés – par exemple détermination de l'épaisseur et de l'homogénéité de la couche de galvanisation, essais de délaminage et essais de résistance à la chaleur de la soudure

Tests de produits

– par exemple des essais de rayonnement pour déterminer l'état structurel ou pour déterminer les défauts internes, la caractérisation électrique par des essais de courbe, des essais de teinture et de levier dans un réseau de billes (BGA) et des connexions, et l'étude de la soudabilité.

Tests de fiabilité et de sécurité opérationnelle, y compris les investigations après des tests de changement de température et de choc, des tests d'humidité et des tests de brouillard salin.

Analyse de surface

– spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) et microscopie à force atomique (AFM) et autres méthodes
Analyse thermique utilisant la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l'analyse thermogravimétrique (ATG) et l'analyse thermomécanique (TMA) et d'autres méthodes.

Analyse chimique

– incluant la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS), la spectroscopie infrarouge à transformation de Fourier (FTIR) et la chromatographie en phase gazeuse avec couplage par spectrométrie de masse (GC-MS).
Essais mécaniques, y compris essais de traction, essais de fatigue et essais de vibration.

Tests de compatibilité électromagnétique (CEM)

– en ce qui concerne les émissions de lignes et de rayonnement ainsi que l’immunité.

Fissures dans la métallisation des circuits imprimés

Problème : module électronique défaillant
Solution : Coupe transversale métallographique
Résultat : Fissures dans la métallisation des vias

Contacts Flip-Chip
Exemple du projet HTM
Contacts Flip-Chip après test d'huile,
13346, NiAu/SbSn/PdAg,
2000h à 200 °C

Dépôts sur circuits imprimés

Enquête sur les dépôts
Méthodes : Résultats FTIR :
Carboxylates (sels d'acides carboxyliques,
spécifiquement l'acide adipique (acide hexanoïque) et l'IC

Enquête sur les dépôts
Méthode : REM et EDX

Bondabliftber

Analyse des défauts des circuits imprimés multicouches
Problème : Un capteur sur un circuit imprimé ne subit plus de contrainte thermique et n'est plus en contact électrique

Solution : Coupe transversale métallographique
Résultat : Un contact Wedge-Bond a été levé
Cause : une fissure entre le PCB et le Gloptop a entraîné une contrainte mécanique.

Contamination

DESCRIPTION:

La contamination et la corrosion de la surface du cuivre ont entraîné des problèmes d'étamage de cet œil de soudure. De plus, des défauts (zones claires) sont visibles à la surface du cuivre, où le matériau de base transparaît (épaisseur de la couche de cuivre trop fine). Cette erreur est inacceptable, car une soudure non conforme peut survenir lors du processus de soudure ultérieur.

Causes/travaux correctifs :

• Défaut électrique de fabrication du fabricant

analyse des pannes de PCB

Le cratère sur un composant

couche d'or

DESCRIPTION:

Erreurs lors du processus de galvanoplastie. Aux endroits marqués, la quantité d'or déposée par galvanoplastie était insuffisante. La couche sous-jacente (Ni) présente les premiers signes de corrosion. Des erreurs intolérables, telles que des erreurs de soudure, peuvent survenir lors du processus de soudure.

Causes/travaux correctifs :

• Processus de galvanoplastie déficient
• Préparation du circuit imprimé (nettoyage, sous-couches) déficiente

Couche d'or défectueuse

Formation de nœuds

DESCRIPTION:

Formation de nœuds dans la couche barrière de nickel sous la surface d'or. En raison d'une mauvaise répartition du courant lors du processus de galvanoplastie, de nombreux nodules se sont formés dans la couche intermédiaire (voir photo ci-dessous, coupe) et dépassent de la couche d'or. Ces nodules sont clairement visibles sur la vue d'ensemble. Ce circuit imprimé ne doit pas être utilisé, car des problèmes de soudure ou de contact sont à prévoir.

Causes/travaux correctifs :

La couche moyenne de Ni déficiente lors du processus de galvanoplastie perce la couche d'or supérieure

Formation de nœuds

Interruption

DESCRIPTION:

Interruption d'une trace. Suite à des erreurs de traitement galvanique lors de la fabrication du circuit imprimé (traitement soustractif), une partie de la trace a été gravée. Cette erreur indique des défauts dans la résine photosensible. Erreur de fabrication.

Erreurs de galvanoplastie dans la production du PCB
Erreur dans la résine photosensible/erreur de processus du fabricant

Interruption partielle

DESCRIPTION:

Même connexion que celle illustrée ci-dessus, mais la trace n'est pas complètement séparée. Bien que la fonction électrique soit indiquée, des problèmes de fonctionnement du circuit imprimé peuvent survenir ultérieurement sous l'effet de la charge électrique.

Défauts de galvanoplastie dans Production de PCB
Erreur dans la résine photosensible/erreur de processus du fabricant

Interruption partielle de la voie d'un conducteur

Inclusion de particules étrangères

DESCRIPTION:

Inclusion d'une particule étrangère dans les traces. Il s'agit probablement de fibre de verre du matériau de base. Cette inclusion réduisant l'épaisseur de la trace, cette erreur est inacceptable.

Causes/travaux correctifs :

Échec de fabrication du PCB

Surface de peinture inégale

Causes/travaux correctifs :

• Masque de protection inadapté
• Contamination des surfaces du circuit imprimé
• Charge thermique sur la peinture déficiente

Causes/travaux correctifs :

• Erreurs dans le processus de revêtement de la peinture
• Décapage du vernis déficient

DESCRIPTION:

Le décalage du revêtement par rapport à sa position idéale. Cette erreur, très courante, a une influence considérable sur la qualité de la soudure ultérieure, car (comme le montre l'image) les surfaces mouillables peuvent être considérablement réduites, voire complètement masquées. Erreur intolérable.

Le décalage du revêtement de couverture

DESCRIPTION:

Le décalage du revêtement par rapport à sa position idéale.

Causes/travaux correctifs :

Erreurs dans le processus de revêtement de la peinture
Décapage du vernis déficient
Erreur liée à la mise en page (exposition)

Inclusion
DESCRIPTION:

Inclusion de particules indéfinies sous la peinture. Cette erreur peut entraîner des courts-circuits (inclusions conductrices d'électricité).

Causes/travaux correctifs :

Erreur de fabrication du fabricant
Contamination du matériau de base non revêtu

Défauts
DESCRIPTION:

Défauts partiels dans le revêtement : épaisseur irrégulière de la couche. Ce défaut ne peut être observé que lors des procédés de moulage. La répartition inégale de la peinture sur le circuit imprimé a également entraîné des défauts (absence totale de peinture). Les tractions de conducteurs non couverts peuvent provoquer une corrosion susceptible d'affecter le comportement électrique de l'assemblage.

Causes/travaux correctifs :

Processus de peinture déficient
Le vernis de couverture utilisé n'est pas adapté
La surface du matériau de base n'est pas plane, la mauvaise répartition de la peinture

Défauts dans le revêtement
DESCRIPTION:

Dysfonctionnement de la peinture directement sur une piste. Lors du soudage, il existe un risque de formation de ponts entre l'œil de soudure et la surface mouillable de la piste. Ce phénomène est principalement dû aux impuretés des zones sous-jacentes du circuit imprimé. Une reprise est nécessaire.

Causes/travaux correctifs :

Impuretés (graisses) du PCB
Erreurs dans le processus de peinture qui conduisent à des défauts partiels
effets mécaniques sur la peinture (éclatement de la peinture)

Fissures

DESCRIPTION:

Fissures (microfissures) à la surface du masque d'arrêt de soudure. Des erreurs de traitement du masque (contraintes, gonflement du matériau de base) créent des fissures à la surface peinte. Le principal problème est la pénétration ultérieure d'humidité due à la corrosion sur les surfaces des échelles. La corrosion est particulièrement problématique pour les conducteurs sous tension, car les migrations électriques affectent fortement la résistance de l'isolation.

Causes/travaux correctifs :

Couvercle d'arrêt de soudure défectueux
les charges mécaniques entraînent des fissures dans la peinture
Impossible de traiter la peinture

Fissures dans la peinture
DESCRIPTION:

La même connexion que ci-dessus, cependant, les fissures ont été ici induites mécaniquement, par exemple par des influences de transport.

Causes/travaux correctifs :

Mauvaise manipulation du circuit imprimé/assemblage
Laque de couverture non résistante aux charges mécaniques

Décollements, rides
DESCRIPTION:

Décollements et plis autour de deux contacts traversants remplis de soudure. La charge thermique lors du processus de soudure, associée à une mauvaise conception de l'agencement (la peinture est trop proche du contact traversant), a entraîné les décollements de peinture observés.

 

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Ryan est ingénieur électronique senior chez MOKO et possède plus de dix ans d'expérience dans ce secteur. Spécialisé dans la conception de circuits imprimés, la conception électronique et la conception embarquée, il propose des services de conception et de développement électronique à des clients de divers secteurs, de l'IoT aux LED, en passant par l'électronique grand public et le médical.
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