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X-ray CT在失效分析中的應用
2017年12月11日

我們所熟知的“CT”技術最早是在醫學領域中運用比較廣泛,可圍繞人體某一部位進行全方位的斷面掃描,能對多種疾病進行檢查剖析。

漸漸的,CT技術已運用到電子產品失效分析領域,很好的彌補了2Dx-ray觀察存在角度限制的狀況。同樣,由于其分析定位精準,剖面清晰,也可以很好的解決Cross Section難以準確定位的難點。下面我們就通過實例來了解CT檢測的優勢所在。

案例一、BGA錫球焊盤下盲孔尺寸超規格導致錫球短路

首先來了解一下背景,產品在焊接后大量出現錫球短路現象,且錫球內部氣泡非常大,大到將錫球擠壓至短路。初步排查原因時,發現PCB焊盤位置是存在盲孔的,所以合理懷疑由于盲孔尺寸超出規格,導致過爐時,孔內氣泡跑到錫球中擠壓錫球(如圖1)。


進而驗證推論,對盲孔位置進行Cross Section分析,但是在實驗過程中發現盲孔并不是直壁的,而是彎彎曲曲錯位,運用Cross Section很難將位置展現出來(圖3、圖4),也就沒有辦法拿出直接的證據去與板廠進行溝通。圖3與圖4為統一錫球,不同切面的圖片。

此時我們就想到用CT去進行分析,如圖5,我們很輕易就觀察到連通的孔。直接運用CT分析軟件進行尺寸測量(圖6),尺寸0.15mm,遠遠超出規格0.15μm。同時板廠也承認,并予以后續改善。


案例二、LED焊接不良導致應用端燈不亮

這個案子處理還算相對容易,在x-ray無損分析時就已經發現在LED正極PAD幾乎無焊錫(圖7),問題就在于,沒有焊錫為何在測試段會正常導通而出貨到客戶端,更不可思議的是產品都已經流入市場,在運用將近一年的時間后才發生失效。

x-ray圖像中看到正極PAD有一個小黑點,懷疑是焊錫。跟上個案例一樣,Cross Section想要正好切到這個位置極具風險,而且也有一定的難度,所以同樣的采用CT的分析手段(圖7)。

從分析結果也就不難解答出我們上文所提到的疑問,為何會從焊接到多道組裝工序測試都沒有問題,反而在應用一段時間后才產生失效。關鍵就在于這一點小錫珠,在應用端必然有一些振動應力存在,正是由于僅靠這一點焊錫,焊接應力非常脆弱,一經振動,必然導致焊接斷開。

總的來說,CT對于失效分析是非常有用的手段。運用CT對于圖像處理的多樣性,CT的切割間隔精度可以到0.01mm,可以觀察零件的任意截面。既可以不用破壞零件,又可以結合軟件隨意的對切割面進行觀察分析,非常方便實用。

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