현대의 전기 및 전자 제품과 부품은 최첨단 기술을 특징으로 하며, 불과 몇 년 전만 해도 상상할 수 없었던 기능과 서비스를 사용자에게 제공합니다. 하지만 최첨단 기술과 제조에도 불구하고, 전기 및 전자 제품과 부품의 오류와 고장은 실제로 끊임없이 발생하고 있습니다. 바로 이러한 이유로 오늘의 주제는 바로 PCB 고장 분석입니다!
그 이유는 다양하며, 부적절한 설계부터 재료 품질 불량, 부정확한 제조 사양까지 다양합니다. 그러나 안타깝게도 전기 및 전자 제품의 오류와 고장은 종종 불편함을 야기할 뿐만 아니라 사람과 환경에 상당한 위험을 초래할 수 있습니다.
PCB 고장 분석이란 무엇입니까?
PCB 고장 분석이란 제품이나 부품의 고장 원인을 포괄적으로 조사하는 것을 의미합니다. 테스트 엔지니어는 다양한 기법과 테스트 방법을 활용하여 제품이나 부품 고장의 구체적인 원인을 파악하고 평가합니다.
원인이 확인되면 향후 제품 고장을 방지하기 위해 제품을 수정하거나 재개발하는 조치를 취할 수 있습니다. 일부 오류 분석 방법은 프로토타입 단계에서 잠재적 오류를 조기에 감지하고 제품 출시 전에 취약점을 해결하기 위해 사용될 수도 있습니다.
PCB 고장 분석이 중요한 이유는 무엇입니까?
제품 고장은 전기 및 전자 제품과 부품 제조업체에 여러 가지 결과를 초래합니다. 약속대로 작동하지 않는 제품은 사용자 실망으로 이어질 수 있으며, 고품질 제품 제조업체로서의 회사 평판에도 손상을 입힐 수 있습니다. 그러나 제품 고장은 비용과 시간이 많이 소요되는 제품 리콜로 이어질 수 있으며, 이로 인해 부정적인 홍보 효과도 발생할 수 있습니다.
최악의 경우, 제품 고장은 인명과 재산을 위험에 빠뜨리고 부상이나 사망까지 초래할 수 있습니다. 결함 분석은 제조업체가 제품의 품질과 안전성을 향상시키고 향후 유사 기기의 고장 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.
MOKO Technology가 귀하의 PCB를 위해 무엇을 할 수 있습니까?
결함 분석을 위해 전기 및 전자 제품과 부품에 대한 광범위한 테스트 서비스를 제공합니다. 결함 분석 외에도 다음과 같은 테스트 서비스를 제공합니다.
코팅 테스트/박막 기술
– 코팅의 화학적 구성, 층 두께, 방향 및 품질은 물론 접착력 테스트도 포함됩니다.
인쇄 회로 기판 테스트 - 예: 아연 도금층의 두께 및 균질성 결정, 박리 테스트 및 솔더 내열성 테스트
제품 테스트
– 예를 들어 구조적 상태를 확인하거나 내부 결함을 판별하기 위한 방사선 테스트, 곡선 테스트를 통한 전기적 특성 분석, BGA(볼 그리드 어레이) 및 연결부의 다이 앤 프라이 테스트, 납땜성 조사 등이 있습니다.
온도 변화 및 충격 시험, 습기 시험, 염분 안개 시험 등을 포함한 신뢰성 및 운영 안전성 시험.
표면 분석
– X선 광전자 분광법(XPS) 및 원자간력 현미경(AFM) 및 기타 방법
시차주사열량분석(DSC), 열중량분석(TGA), 열기계분석(TMA) 및 기타 방법을 사용한 열분석.
화학 분석
– 유도 결합 플라즈마(ICP-MS)를 이용한 질량 분석법, 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 및 질량 분석 결합을 이용한 가스 크로마토그래피(GC-MS)를 포함합니다.
인장 시험, 피로 시험, 진동 시험을 포함한 기계적 시험.
전자파 적합성 시험(EMC)
– 선 및 방사선 방출과 면역성과 관련하여.
인쇄 회로 기판의 금속화 균열
문제: 전자 모듈이 고장났습니다.
해결책: 금속조직 횡단 절단
결과: Via 금속화에 균열이 발생함
플립칩 접점
Project HTM의 예
오일 테스트 후 플립칩 접점
13346, NiAu/SbSn/PdAg,
2000°C에서 200시간
인쇄 회로 기판의 침전물
예금 조사
방법: FTIR 결과:
카르복실레이트(카르복실산의 염,
특히 아디프산(헥산산)과 IC
예금 조사
방법: REM 및 EDX
본다블리프트버
다층 인쇄 회로 기판의 결함 분석
문제: 인쇄 회로 기판의 센서가 열 응력으로 인해 더 이상 전기 접촉이 되지 않습니다.
해결책: 금속조직 횡단 절단
결과: 웨지-본드 접촉이 해제되었습니다.
원인: PCB와 Gloptop 사이의 균열로 인해 기계적 응력이 발생했습니다.
오염
상품 설명
구리 표면의 오염과 부식으로 인해 이 납땜용 구멍의 주석 도금에 문제가 발생했습니다. 또한, 구리 표면에 결함(밝은 영역)이 보이고, 그 위로 모재가 비칩니다(구리 층 두께가 너무 얇음). 이는 이후 납땜 공정에서 납땜 불량이 발생할 수 있으므로 용납할 수 없는 오류입니다.
원인/시정 작업:
• 제조업체의 제조 전기 결함
구성 요소의 크레이터
금층
상품 설명
전기 도금 공정 오류입니다. 표시된 부분에서는 전기 도금으로 금이 너무 적게 증착되었습니다. 아래층(Ni)에 부식의 초기 징후가 나타납니다. 납땜 과정에서 납땜 오류와 같은 용납할 수 없는 오류가 발생할 수 있습니다.
원인/시정 작업:
• 전기 도금 공정이 부족함
• 인쇄회로기판 준비(세척, 언더레이어) 미흡
결함이 있는 금층
매듭 형성
상품 설명
금 표면 아래 니켈 배리어층에 매듭이 형성되었습니다. 전기 도금 공정에서 전류 분배가 불량하여 중간층(아래 그림 참조)에 금층을 뚫고 튀어나온 많은 결절이 형성되었습니다. 전체 모습을 보면 이러한 결절이 뚜렷하게 보입니다. 이 회로 기판은 납땜이나 접촉 문제가 예상되므로 사용해서는 안 됩니다.
원인/시정 작업:
전기도금 공정에서 매체가 부족한 Ni 층이 상부 금층을 뚫고 나옴
매듭 형성
중단
상품 설명
트레이스 중단. 인쇄 회로 기판 생산 중 갈바닉 공정(감산 공정) 오류로 인해 트레이스 일부가 식각되었습니다. 이 오류는 포토레지스트 결함을 나타냅니다. 제조상의 오류입니다.
PCB 생산 시 전기 도금 오류
제조사 포토레지스트/공정 오류
부분적인 중단
상품 설명
위에 표시된 것과 동일한 연결이지만, 트레이스가 완전히 분리되지는 않았습니다. 전기적 기능이 제공되더라도, 나중에 전기 부하 조건에서 인쇄 회로 기판의 기능에 문제가 발생할 수 있습니다.
전기 도금 결함 PCB 생산
제조사 포토레지스트/공정 오류
지휘자 선로의 부분적 중단
이물질 포함
상품 설명
미량에 이물질이 포함되어 있습니다. 이는 아마도 기본 재료의 유리섬유일 것입니다. 이러한 이물질이 미량 두께를 감소시키므로 이 오류는 허용되지 않습니다.
원인/시정 작업:
PCB 제조 실패
고르지 않은 페인트 표면
원인/시정 작업:
• 커버 마스크는 적합하지 않습니다.
• 인쇄 회로 기판 표면의 오염
• 페인트에 열 부하가 부족함
원인/시정 작업:
• 페인트의 코팅 공정상의 오류
• 바니시 부족으로 인한 제거
상품 설명
이상적인 위치 대비 코팅의 오프셋. 이 가장 흔한 오류는 이후 솔더 품질에 매우 큰 영향을 미칩니다. (그림에서 볼 수 있듯이) 젖음성 표면이 크게 줄어들거나 완전히 가려질 수 있기 때문입니다. 용납할 수 없는 오류입니다.
커버 코팅의 오프셋
상품 설명
코팅의 오프셋이 이상적인 위치와 비교된 값입니다.
원인/시정 작업:
페인트 코팅 공정의 오류
바니시 부족으로 인한 제거
레이아웃 관련 오류(노출)
포함
상품 설명
페인트 아래에 정의되지 않은 입자가 포함되어 있습니다. 이 오류로 인해 단락(전기 전도성 포함물)이 발생할 수 있습니다.
원인/시정 작업:
제조업체의 제조 오류
코팅되지 않은 기본 재료의 오염
결함
상품 설명
코팅의 부분적인 결함, 코팅층의 불규칙한 두께. 이러한 오류는 주조 공정에서만 관찰됩니다. 인쇄 회로 기판의 도료 분포가 고르지 않아 결함(도료가 완전히 제거된 상태)도 발생했습니다. 도체에 피복되지 않은 풀(pull)은 어셈블리의 전기적 특성에 영향을 줄 수 있는 부식을 유발할 수 있습니다.
원인/시정 작업:
페인트 공정 불량
사용된 커버 바니시는 적합하지 않습니다.
기본재 표면이 평평하지 않아 페인트가 잘 펴지지 않음
코팅의 결함
상품 설명
트레이스에 직접 도포된 페인트의 오작동. 납땜 과정에서 납땜 아이와 젖을 수 있는 트레이스 표면 사이에 브리지가 형성될 위험이 있습니다. 이 현상은 주로 인쇄 회로 기판(PCB)의 불순물로 인해 발생합니다. 재작업이 필요합니다.
원인/시정 작업:
PCB의 불순물(지방)
부분적 결함을 초래하는 도장 공정의 오류
페인트에 대한 기계적 효과(페인트의 플레전)
균열
상품 설명
솔더 스톱 마스크 표면에 균열(미세균열)이 발생합니다. 커버 마스크 가공 오류(응력, 모재의 팽창)는 도료 표면에 균열을 발생시킵니다. 주요 문제는 사다리 표면의 부식으로 인한 습기 침투입니다. 부식은 전류가 흐르는 도체에서 특히 심각한데, 이는 전기적 마이그레이션이 절연 저항에 큰 악영향을 미치기 때문입니다.
원인/시정 작업:
솔더 스톱 커버가 불량합니다
기계적 부하로 인해 페인트에 균열이 생깁니다.
페인트 처리에 실패했습니다
페인트에 균열이 생겼어요
상품 설명
위와 동일한 연결이지만, 여기서는 균열이 기계적으로 유발되었습니다. 예를 들어 운송의 영향으로 인해 균열이 발생했습니다.
원인/시정 작업:
인쇄 회로 기판/조립품의 부적절한 취급
커버 래커는 기계적 부하에 강하지 않습니다.
박리, 주름
상품 설명
납땜으로 채워진 두 개의 관통 접점 주변에 박리 및 주름이 있습니다. 납땜 공정의 열 부하와 불량한 레이아웃 설계(페인트가 관통 접점에 너무 가까이 있음)로 인해 그림과 같이 페인트가 제거되었습니다.
