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17.Aug.2020

X-ray影像 PCB電路板3D|CT Xray失效分析應用

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有鑒於電路板產業大多已具有2D Xray的設備和檢測能力,相較於傳統需破壞式的紅墨水分析、或是程序費工的切片方法,2D Xray已相較傳統方式能處理基本PCB板失效問題。但隨著技術發展越來越快,2D Xray能夠解決的層面也受越來侷限,因此進一步的3D Xray已是電子業主在分析或導入更直觀的檢測手法時的初步首要考量。
 

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那麼3D Xray能夠在PCB失效分析上帶來何種效應呢?

一般我們很常見的問題是PCB的HIP枕頭效應(Head-in-Pillow),也就是BGA的錫球與PCB上印刷的錫膏接觸熔融後,因溫度關係,以致兩者熔融狀態再回凝結固態時不一致,導致雙球有類似虛焊的問題。
 

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▲枕頭效應

 

一般的 X-Ray 檢查機只能查看到二維(2D)的影像,但二維很難看得出來有否空焊或錫球開裂等問題,因為影像只能看到整顆錫球的形狀,但如果錫球裡面有過多或過大的氣泡,就極有可能會產生斷裂的問題,另外如果錫球的外直徑比起其他相鄰的錫球來得大或小,也有機會造成空焊,但這僅是就經驗來判斷。詳細的方法可以參考下面的文章。

然而過往2D Xray較難觀察到是否空焊或Crack開裂,雖可透過2.5D傾斜視角觀察,但大多只能著重在內部氣泡,除氣泡外,仍存在觀察上的困難,且非常仰賴人員的經驗,唯3D Xray能較精確、快速,透過3D Xray三維斷層,分析找出確切有力的失效證據。
 

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▲X軸斷面
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▲Y軸斷面
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▲BGA Crack
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3D Xray 已是一種成熟快速的電子業界的檢測手法,對於不破壞樣品,且能完整實現重返失效現狀,了解發生問題故障點,進而與終端客戶確認問題,越來越多客戶需要快速於廠內分析了解原因。

由於3D Xray 可直接針對樣品進行斷層掃描,透過非破壞方式將內部結構逐一切割,可直接觀察樣品內不同斷面情況,使微小defect能更直觀地表現出來,達到識別失效問題的目的。


 

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