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工艺可靠性试验概论

2019-06-17 15:17
可靠性杂坛
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图9 测试装置

5)随机振动试验(1)目的:了解运输和操作压力,如图10所示。(2)可能的失效:●电开路,界面分离或成分污染(损害);●焊点裂缝。(3)试验条件和判断依据:●振动条件:频谱20Hz~20kHz、6g,x、y、z轴各6g;●失效标准:有100Ω的电阻变化。

图10 随机振动试验

6)基板扭转试验移动通信设备等对基板可能要施加扭转弯曲应力的产品,要施加符合实际使用情况的载荷。3、X射线透视检查1)X射线的使用当检测肉眼看不到的隐藏的和不能测试的焊点时,就采用X射线的方法进行检测,如图11所示。

图11

X射线检查根据使用的X射线系统的能力,X射线能够探测到多数与焊接相关的缺陷,如桥接、开路、钎料不足和钎料过多。其他类型的缺陷有:漏贴钎料球、错位和封装产生“爆米花”现象等。X射线除了能够探测缺陷外,还具有分析趋向的能力,例如,可提供有关钎料量和焊点形状的信息。在查找BGA焊点的孔洞方面,X射线是唯一一种没有破坏性的方法。2)X射线图像捕获原理图12说明了X射线图像捕获的基本原理。X射线检验已成为评估和分析焊点的一种通用手段,并可以作为再流焊接工艺的监控器。通过对X射线图像的捕获,可使X射线检验技术得到更广泛的应用。

图12 X射线图像捕获的基本原理

通常,AXI设备的应用方式有3种,即:●AXI发射——通常指的是“2D”X射线;●AXI断层——通常指的是“3D”X射线;●2D/3D-AXI组合使用。发射、断层和组合的X射线技术都能够探测PCBA组装缺陷,这些类型的组装缺陷包括短路、开路、器件扭曲和焊接孔洞。不同厚度或密度的材料,如共晶钎料,探测器接收的X射线光子的衰减与材料厚度和密度成正比。生成的灰度图像可以解释为确定焊点是否可以接受。图13、图14所示是发射检验说明。

图13 FBGA焊点的俯视图

图14FBGA焊点的倾斜视图

3)断层X射线技术在双面PCB上,由于一些小焊点的重叠,采用X射线发射技术是探测不到这些焊点的。X射线发射技术可以捕获整体钎料量的信息,而断层技术可以捕获专门的“切片”信息。所以,在探测某些类型的焊接缺陷中,这些技术既有独特的能力,又有共同的能力。使用X射线分层摄影技术,X光源和X光图像平面相对于检验中的电子器件以协调的方式移动,如图15所示。

图15

光束扫描的X射线分层摄影法器件只有一层(切片)图像是清晰的,图像平面中的其他所有层都是模糊不清的。层析X射线照相组合技术在检验过程中,可以捕获从不同角度拍摄的几张发射X射线图像,并与这些图像算法的数字数据结合,为平面上的分析建立有效切片。4)X射线图像分析掌握某个BGA器件构造和再流焊接工艺,有助于钎料球键合的X射线图像的数据整理和分析。还应考虑X射线图像分析的并存因素,这些因素包括:① 确定BGA钎料球是PBGA还是CBGA。② 确定定位的CBGA钎料球的共面性是否保持不变。③ 再流焊接温度是否达到足以实现完全对位和坍塌。④ 在再流焊接过程中BGA封装是否出现某些方式的物理变形。4、红外热敏成像红外热敏成像是利用光学和红外(IR)探测器给出靶面的红外热辐射的图像。它常用于失效定位和模式判定,可进行:●PBGA温度场分布分析;●模块温度场分布分析。温度过高、过低部位的焊点往往是开路或虚焊。不同样本的热性能比较如图16所示。

图16 不同样本的热性能比较

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