Análisis de fallas y de defectos de PCBs
Los teléfonos inteligentes y otros dispositivos requieren cada vez más PCBs y componentes electrónicos más pequeños y densos. En la industria automotriz, las tecnologías de frenado automático y conducción autónoma han promovido el control computarizado. Existe una demanda creciente de PCBs fiables y de mejora de la calidad mediante el análisis de fallos y defectos.
En esta sección se presentan nuevos ejemplos de análisis de fallos de PCBs y análisis de defectos en PCBs utilizando el último Microscopio Digital 4K de KEYENCE.
- Importancia del análisis de fallos de PCBs
- Métodos de análisis de fallos de PCBs y análisis de defectos en PCBs
- Últimos ejemplos de observación y análisis de PCBs
- Observación y análisis de la unión de cables
- Observación y análisis de secciones transversales y superficies de paquetes de semiconductores
- Observación, medición y análisis de PCBs
- Inspección de apariencia final de los chips de CI
- Inspección y análisis de partículas extrañas mezcladas en los chips de CI
- Mejora de la precisión y la eficiencia del trabajo de análisis de fallos de PCBs y defectos en PCBs
Importancia del análisis de fallos de PCBs
A medida que los teléfonos inteligentes, las tabletas y los dispositivos portátiles se han vuelto más pequeños, más delgados y más funcionales, las PCBs y los componentes siguen siendo aún más pequeños, más densos y más estratificados. En la industria automotriz, la investigación y el desarrollo de tecnologías como los frenos automáticos y la conducción autónoma han promovido el control computarizado de componentes importantes. Este control exige que las PCBs y los componentes electrónicos tengan una gran durabilidad y fiabilidad para resistir el estrés a largo plazo causado por la conducción, la aceleración y las paradas.
Los terminales y dispositivos tienen ahora un papel importante en diversas situaciones cotidianas, y los automóviles requieren un alto grado de seguridad. Cualquier fallo o defecto de los componentes importantes que están computarizados en estos productos puede provocar graves problemas o accidentes.
Para evaluar la durabilidad y confiabilidad de las PCBs y los componentes electrónicos, las pruebas de evaluación de confiabilidad, incluidas las pruebas de aceleración, se han vuelto cada vez más importantes. Además de estas pruebas, el uso de microscopios para identificar los defectos y las causas de los fallos es más importante que nunca.
En esta sección se explican los métodos de análisis de defectos en PCBs y el análisis de fallos de PCBs para las fallas causadas durante la fabricación y el envío.
Métodos de análisis de fallos de PCBs y análisis de defectos en PCBs
Los siguientes métodos se utilizan para identificar los defectos y fallos de PCBs:
- Identificación de las localizaciones de las fallas
- Las localizaciones de las fallas se identifican a través de una variedad de dispositivos y técnicas, que incluyen la espectroscopia, la microtomografía y la microtermografía.
- Comprensión de las localizaciones de las fallas
- Para comprender correctamente las propiedades físicas de las estructuras microscópicas, éstas se observan utilizando un microscopio de rayos X de transmisión, un escáner CT, un microanalizador de sonda electrónica (EPMA) u otros instrumentos.
- Observación y análisis de las áreas defectuosas
- Para identificar las causas específicas, los defectos se analizan de cerca mediante la observación de secciones transversales de las áreas defectuosas, para lo que se utilizan herramientas como microscopios, microscopios electrónicos de barrido (SEM), microscopios de haz de iones enfocados (FIB) y EPMA.
Últimos ejemplos de observación y análisis de PCBs
En el análisis de fallos de PCBs y en el análisis de defectos en PCBs presentados en la sección anterior, la precisión de la observación y el análisis de las áreas defectuosas es particularmente importante. Para identificar las causas de las fallas, el análisis y la evaluación deben ser rápidos y precisos.
En estos análisis y evaluaciones se suelen utilizar microscopios para inspeccionar la apariencia de las áreas defectuosas. Sin embargo, los procedimientos convencionales tienden a ser complicados debido al uso de grandes sistemas o a la combinación de múltiples sistemas, por lo que tardan mucho tiempo en completarse. Los procedimientos también tienen muchos problemas en cuanto a la observación y el análisis debido a las superficies irregulares de las piezas diminutas, las condiciones de iluminación indeterminadas y los contornos sutiles.
El Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX de KEYENCE utiliza una lente HR de alta resolución y tecnología de última generación, como un sensor de imagen CMOS 4K, que permite una observación y un análisis precisos de las áreas defectuosas con imágenes 4K nítidas. La Serie VHX también admite mediciones en 2D y 3D con un funcionamiento sencillo, lo que permite realizar rápidamente todas las tareas de análisis necesarias.
En esta sección se presentan los últimos ejemplos de observación y análisis utilizando la Serie VHX.
Observación y análisis de la unión de cables
Los sistemas convencionales sólo se enfocan en una parte de la unión tridimensional de los cables conectados a una matriz y también se ven afectados por los reflejos de las superficies reflectantes. Estos problemas dificultan enormemente la captura de imágenes nítidas.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX cuenta con un sistema de observación de ángulo libre, que permite la observación inclinada desde cualquier ángulo; una iluminación uniforme, que se consigue con la luz incorporada de gran funcionalidad; una función de eliminación de reflejos, que reduce el esplandor de las superficies reflectantes; y una composición de profundidad en tiempo real, que enfoca todo el objetivo tridimensional. Estas características les permiten a los usuarios observar y analizar la unión de cables con imágenes nítidas y completamente enfocadas.
(izquierda: 200x/derecha: 20x)
Observación y análisis de secciones transversales y superficies de paquetes de semiconductores
El Microscopio Digital 4K Serie VHX está equipado con una iluminación versátil, que incluye campo oscuro, campo claro, contraste de interferencia diferencial (DIC) e iluminación polarizada. Esta iluminación versátil les permite a los usuarios observar las características de los pegamentos y las pastas que se utilizan para el empaquetado de semiconductores.
Incluso si la sección transversal de una muestra incrustada en resina presenta irregularidades debidas al corte o al pulido, la superficie se puede seguir observando con precisión.
abajo: iluminación de campo claro (100x y 300x)
Con el sistema de observación de ángulo libre de la Serie VHX, las superficies de los paquetes y los pines se pueden observar con gran aumento desde cualquier ángulo. Una profundidad de campo que es aproximadamente 20 veces mayor que la de los microscopios convencionales permite un análisis rápido y altamente preciso con imágenes completamente enfocadas, lo que elimina la necesidad de ajustes problemáticos.
Observación, medición y análisis de PCBs
Las placas de circuito impreso (PCBs) —en las que se montan los componentes electrónicos— presentan irregularidades, varios colores y reflectividad en sus superficies. Estos problemas han dificultado convencionalmente la determinación de las condiciones de enfoque e iluminación, lo que lleva a que este trabajo tarde mucho tiempo en completarse.
La lente HR de alta resolución y el revólver motorizado del Microscopio Digital 4K Serie VHX permiten una función de acercamiento continuo que cambia automáticamente entre lentes de aumento de 20x a 6000x. Esta función les permite a los usuarios realizar acercamientos y observaciones con operaciones intuitivas. Con el sistema de observación de ángulo libre, se pueden capturar imágenes completamente enfocadas y de alta resolución incluso en la observación inclinada con gran aumento. Por lo tanto, los componentes de montaje tridimensionales se pueden observar y analizar con claridad. Las imágenes con diferentes aumentos se pueden mostrar una al lado de la otra mediante la función de pantalla dividida, lo que les permite a los usuarios rastrear siempre el área de montaje defectuosa para analizarla, incluso en el caso de PCBs densas.
Además, las mediciones de la forma 3D y de perfiles se pueden realizar directamente en una imagen de alta resolución utilizando la información de altura, lo que les permite a los usuarios completar el análisis y la evaluación cuantitativos con una sola unidad.
Inspección de apariencia final de los chips de CI
El Microscopio Digital 4K Serie VHX admite grandes aumentos de hasta 6000x, lo que permite capturar imágenes 4K de alta resolución incluso con grandes aumentos. Gracias a la composición de profundidad y a la función HDR, los objetos con superficies irregulares se pueden enfocar completamente bajo diversas condiciones de iluminación, lo que les permite a los usuarios capturar incluso los sutiles rayones en los patrones de los chips de CI.
Además del análisis de fallos de PCBs y defectos en PCBs, se pueden realizar análisis y evaluaciones rápidos y precisos en las inspecciones de apariencia final realizadas en los sitios de fabricación.
una ubicación de falla (hasta 1000x)
Inspección y análisis de partículas extrañas mezcladas en los chips de CI
Las partículas extrañas que se mezclan en los circuitos pueden provocar cortocircuitos, lo que da lugar a fallos y defectos en los componentes.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX captura imágenes nítidas de las partículas extrañas con gran aumento. La obtención de imágenes en 3D les permiten a los usuarios separar las partículas extrañas de las irregularidades en la superficie del circuito.
Además, la Serie VHX permite realizar mediciones de la forma 3D y de perfiles de partículas extrañas utilizando la información de altura de la obtención de imágenes 3D. Una sola unidad permite identificar partículas extrañas, evaluar su tamaño y crear un informe, lo que aumenta considerablemente el rendimiento.
Mejora de la precisión y la eficiencia del trabajo de análisis de fallos de PCBs y defectos en PCBs
El Microscopio Digital 4K Serie VHX permite una rápida observación y obtención de imágenes, así como mediciones en 2D y 3D. Con todas estas características combinadas en una sola unidad, el análisis de fallos y defectos en PCBs es más rápido y más eficiente.
El análisis avanzado y la evaluación cuantitativa se pueden realizar con operaciones sencillas, lo que le permite a cualquier persona, independientemente de su nivel de habilidad, obtener los mismos resultados.
Además de las funciones presentadas aquí, la Serie VHX está equipada con muchas más funciones, que permiten el análisis de diversos fallos y defectos que se producen en varios tipos de objetivos.
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