Лабораторията Gestlabs предлага услугата Failure Analysis на печатни платки, компоненти и готови продукти.
Той използва рентгенов анализ, C-SAAM и металографски микросрезове за конструктивен анализ на компонента като MLCC, съпротивления и активни компоненти; лист с данни електрически тест за характеризиране на пасивни компоненти като съпротивления, капацитети, индуктивности, кабели и на дискретни активни компоненти като диоди, Mosfet, IGBT, транзистори. Също така е в състояние да извърши декапсулиране за повърхностен анализ на матрици и залепване на проводници.
За анализ на отказите на PCB и PCBA, лабораторията на Gestlabs може да направи проверки на размерите на проводници и на повърхностни изолации на печатни платки; може да провери метализацията и натрупването чрез металографски микросрезове и/или да направи SEM-EDX електронен микроскопски анализ. Освен това, той може да провери съответствието с IPC стандартите чрез рентгенов и оптичен анализ.
Сред аналитичните техники, използвани в процеса на анализ на отказите, лабораторията на Gestlab може да използва техники като FT-IR (инфрачервена спектроскопия с преобразуване на Фурие) анализ за изследване на органични съединения, електрически проверки (напрежение, непрекъснатост), Dye & Pry и SEM-EDX електронен микроскопски анализ.
В анализа на дефектите на продукта можем да дефинираме пътя на анализа на отказите, да извършим анализ на състоянието на напрежението на компонентите, дължащо се на дизайна, и да измерим и извършим електрическата характеристика при пълен капацитет и по време на преходни процеси.
Можем да извършим анализ на отказите на активни и пасивни компоненти, да направим инфрачервена топлинна карта с измервания на компоненти в термокамерата, да симулираме отказите и да дефинираме възможните решения.
УСЛУГИ ЗА АНАЛИЗ НА ПОВРЕДИ
Някои услуги за анализ на грешки, предлагани от нашата лаборатория, включват:
-
Анализ на веригата на продукта
Електрическа характеристика -
Томография (3D): проверка и изследване на дефекти, анализ на размерите, оценка на обема на кухините, обратно инженерство с методи, одобрени от AIPnD (Италианската асоциация за безразрушителен тест и диагностичен мониторинг)
-
Сканиращ акустичен микроскоп (C-SAM): ултразвук за определяне на разслоения/кухини на интегрирани компоненти и други материали.
-
Декапсулиране на електрически дискретни компоненти и MSI (интегриран среден мащаб) чрез химическо ецване
-
Анализ чрез електронна микроскопия и микросрезове
ПРОЦЕС НА АНАЛИЗ НА ОТКАЗИТЕ
Анализът на отказите е критичен процес за определяне как и защо даден продукт или компонент не може да работи по правилен начин. Целта е да се минимизира или премахне рискът от повторение на събитието, което е причинило повредата.
МЕТРОЛОГИЯ И АНАЛИЗ НА РАЗМЕРИТЕ
Лабораторията използва усъвършенствани измервателни уреди
Лабораторията на Gestlabs разполага със специална зона за анализ на размерите в среда с контролирана температура и влажност и използва модерно измервателно оборудване.
Предлаганата услуга включва протокол, удостоверяващ съответствието на изделието с конструктивния проект, като измерванията се извършват с оптични сканиращи машини с висока разделителна способност и настолни уреди.
Компютъризирана измервателна машина за измерване на X,Y,Z линейно
Безконтактни измервания
OGP Smartscope FLASH 400 оптична измервателна машина безконтактни размерни измервания с 3-D координатна измервателна машина с OGP Smartcode камера (висока разделителна способност от 0,003 mm).
Компланарност на топките BGA, височина на топките
Област на приложение: 450x450x200 мм
Допустима грешка:
XY =+/- (3,0 + 8L/1000) микрона
Z =+/- (4,0 + 8L/1000) микрона
ИЗМЕРВАНЕ НА BOW&TWIST НА PCB
BOW: Отклонение от планарността на лист, характеризиращо се с приблизително сферична или цилиндрична кривина, така че ако продуктът е правоъгълен, неговите четири ъгъла са на едно и също ниво.
TWIST: Деформация на панел или правоъгълен лист, която се появява на повърхността му успоредно на една от диагоналните линии, така че един от ъглите да не е на същото ниво на останалите три.
Test method: IPC TM 650 2.4.22C (процент на извиване и усукване на отделни твърди печатни платки, твърди части от твърди-гъвкави печатни платки и/или множество печатни панели)
XRF (рентгенова флуоресценция) ЗА ИЗМЕРВАНЕ НА КРАЙНИ ДЕБЕЛИНИ
XRF спектрофотометрията е техника за безразрушителен анализ, която позволява да се оцени дебелината на крайните листове благодарение на анализа на рентгеновите лъчи, освободени от него (т.нар. рентгенова флуоресценция) след атомно възбуждане с подходяща мощност .
НАЛИЧНИ ИНСТРУМЕНТИ
-
Измервателен микроскоп (поле 100 x 100 mm)
-
Измервателен микроскоп (поле 50 x 50 x 10 mm)
-
Динамометричен ключ до 35 N·m
-
2 динамометрични клетки за въртящ момент (до 10 Nm)
-
2 динамометрични отвертки (до 8 Nm)
-
Компаратори
-
Микрометри
-
Аналогови и цифрови измервателни уреди
-
Мостри за метрични и американски резби
-
Прецизна везна до 1000 g
МЕТАЛОЛОГРАФСКИ
АНАЛИЗ
Наука, способна да наблюдава вътрешната структура на даден материал
Металографският анализ е необходим, за да се разберат химичните, физичните, механичните и технологичните характеристики на металните материали, да се оцени влиянието на работните условия върху поведението на материалите, да се провери реакцията на материала към специфичните изисквания и да се идентифицират възможните аномалии и относителните причини.
Металографията е наука, която наблюдава вътрешната структура на материала чрез изучаване на кристалната морфология. Подробностите, получени чрез металографския анализ, позволяват да се провери състоянието на материала.
ОСНОВНИ ИЗВЪРШЕНИ ИЗПИТВАНИЯ
Металографски тестове.
-
Metallographic microsections
Металографски микрошлифове
Металографският анализ на напречното сечение е разрушителен анализ, който позволява да се провери правилната конструкция на печатната платка чрез проверка на дебелината на медта във вътрешните слоеве и на повърхността, правилното нанасяне на маска за запояване, метализацията на вътрешните отвори и качество на пробиването на веригата.
Пробата се разделя и интегрира в специфична смола; след това чрез по-нататъшна механична обработка и прилепване на подлежащата на анализ повърхност се наблюдава чрез оптична микроскопия.
Test method: IPC TM 650 2.1.1 (Micro sectioning, Manual method)
-
Analysis with optical microscope
Оптичната микроскопия е метод за изследване от съществено значение за структурния анализ на материалите. Тази техника е ефективна за изследване на аномалиите, дължащи се на термична обработка, за оценка на включванията, за идентифициране на счупвания и за оценка на спояването и покритията.
Технически разпоредби: IPC A-600 (Приемливост на печатни платки), IPC A-610 (Приемливост на електронни модули), IPC 6012 (Спецификация за квалификация и производителност за твърди печатни платки)
-
SEM (Scanning Electron Microscope) – EDX (Energy Dispersive X-Ray) Spectroscopy
Сканиращият електронен микроскоп, обозначен като SEM, е вид микроскоп, който позволява морфологично изследване при големи увеличения.
С думата спектрофотометрия EDX (енергийно-дисперсивен рентгенов анализ) ние обозначаваме инструментален аналитичен метод, чиято работа се основава на взаимодействието между първично фокусиран електронен лъч, който бие пробата, и електроните на атома, който съставлява самата проба.
Комбинираното използване на двете техники позволява морфологична характеристика (SEM) и композиционна (EDX) и предоставя инструмент за разбиране на състава на структурата на материала.
-
Dye&Pry Test
Техниката за анализ Dye&Pry е разрушителен тест, който се използва, когато е невъзможно да се реши проблем с оптична проверка (например в случай на твърде малки дефекти).
Тази техника се основава на използването на течен оцветител, който попива в микропукнатините, съществуващи върху спойката. Когато оцветителят изсъхне, електронните компоненти (BGA, кондензатори, съпротивления и т.н.) се отстраняват от PCB и запояването се проверява: наличието на оцветител разкрива проблемните зони на нивото на връзките на всички интерфейси.
Test method: Internal Method
-
Solderability Test
Тестът за запояване на печатни платки се извършва на базата на стандарт IPC J-STD-003, който описва процедурите и методите за определяне на критериите за приемливост на омокряемостта на повърхностното покритие на листовете.
Чрез този метод е възможно да се оцени заваряемостта на:
-
Повърхностни проводници;
-
Фиксиращи точки;
-
Покрити проходни отвори (PTHs) на печатни платки.
Тестът за запояване на компоненти се извършва на базата на стандарт IPC J-STD-002, който определя методите за изпитване, определя дефектите и критериите за приемливост за оценка на заваряемостта на клеми и гъвкави кабели. Това изпитване е необходимо, за да се провери дали заваряемостта на клемите на компонентите (олово) отговаря на изискванията, изисквани от стандарта.
Test method: IPC J-STD-002 (Solderability Tests for Component Leads, Terminations, Lugs, Terminals, and Wires), IPC J-STD-003 (Solderability Test for Printed Boards)
-
X-Ray (2-D and 3-D defects analysis)
Рентгеновият анализ на електронни листове е недеструктивна техника, която позволява да се идентифицират и оценят възможни неизправности и/или дефекти на ниво отворени, кухини, топка за запояване и пробиви при запояване. Освен това този тест позволява да се провери правилното запояване на компонентите и да се идентифицират възможни кухини при запояване.
Рентгеновият анализ позволява да се открият фактори, които не могат да бъдат забелязани с проста визуална проверка. Оценката може да се извърши както чрез 2-D ориентирани презентации, така и чрез 3-D обемни изгледи.
Технически разпоредби: IPC A-610 (Приемливост на електронни сглобки), IPC 7095 (Внедряване на процеса на проектиране и сглобяване за BGA).
-
Solder Float Test
Този тест се извършва върху PTH (Plated-Through-Holes) с цел да се определи дали PTH може да поддържа термодинамичните ефекти на екстремната топлина, на която могат да бъдат изложени по време на фазите на сглобяване, преработване или възстановяване.
Test method: IPC TM-650 2.6.8 (Thermal Stress, Plated-Through Holes)
-
Peel Strenght Test
Тестът за якост на отлепване обикновено се използва за измерване на якостта на отлепване на материал, обикновено на лепило.
Чрез този тест е възможно да се определят сравнителните характеристики на отлепване или силата на разкъсване на адхезивните връзки, тествани върху проби със специфични размери и при определени условия на предварителна обработка, температура и скорост на машината за изпитване.
Test method: IPC TM 650 2.4.8C (Peel Strength of Metallic Clad Laminates)
ХИМИЯ И ПОВЪРХНОСТЕН АНАЛИЗ
Дейността на химическата лаборатория
Дейностите на химическата лаборатория са насочени към качествени и количествени анализи на химични вещества за проверка на съответствието с действащите разпоредби или изискванията на изследваните материали.
Например инфрачервената спектроскопия с трансформация на Фурие (FT-IR) предоставя структурна информация за анализирания материал чрез взаимодействието между инфрачервено лъчение и самия материал. Този тест е подходящ за определяне на качеството и полу-количеството на органичните съединения.
ОСНОВНИ ИЗВЪРШЕНИ ИЗПИТВАНИЯ
Металографски тестове.
-
FT-IR (Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy)
Инфрачервената спектроскопия с преобразуване на Фурие (FT-IR) предоставя структурна информация за анализирания материал благодарение на взаимодействието на инфрачервен рентгенов лъч с материала. Този тест е подходящ за качествен и количествен анализ на органични съединения. FT-IR анализът позволява да се идентифицират функционалните групи вътре в молекулите и характеризирането се извършва чрез сравняване на спектрите на базите данни или чрез приписване на всеки получен пик на вибрацията на специфична функционална група. Ограничението на инструмента е представено от факта, че в случай на анализ на естествени органични вещества, той позволява само разграничаване на класовете съединения, но не и едно от отделните вещества (например идентифицира дали дадено вещество принадлежи към категорията масло , но не позволява да се идентифицира кое конкретно вещество е).
Метод на изпитване: ASTM E1252 (Стандартна практика за общи техники за получаване на инфрачервени спектри за качествен анализ)
-
TIC – Total Ionic Contamination
Тестът за йонна чистота се използва за измерване на проводимостта/съпротивлението на разтвор, получен при обработката на пробата. Извършеното измерване може да бъде свързано с количествата на йонния материал върху него; съпротивлението на разтвора намалява, когато нивото на йонно замърсяване се увеличи. Обикновено йонните замърсители са остатъци от флюс или вредни материали, които произлизат от производствения процес, и те могат да понижат надеждността на електронните компоненти и модулите, тъй като допринасят за изтичането на ток между веригите, като улесняват растежа на дендритите и увеличават риск от корозия.
Метод на изпитване: IPC TM 650 2.3.25.1 (Тестване на йонна чистота на оголени печатни платки) – Този тест се използва за определяне на общото йонно съдържание, което може да се извлече от печатни платки (PCB) за контрол на процеса.
Метод на изпитване: IPC TM 650 2.3.25D (Откриване и измерване на йонизиращи се повърхностни замърсители чрез съпротивление на екстракт от разтворител (ROSE)) – Този тест се използва като инструмент за контрол на процеса и може да се използва както в печатни схеми, така и в модули.
-
Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectrometry
Оптичната емисионна спектрометрия (OES) е аналитична техника, която позволява да се идентифицират следите от метал и използва индуктивно свързана плазма (ICP), за да раздели пробата на атоми и йони, които при своевременно възбуждане освобождават електромагнитно излъчване с различна дължина на вълната според всеки елемент.
Този тест позволява да се определи основният качествен и количествен състав на анализираната проба.
Нашата химическа лаборатория също е в състояние да определи концентрацията на въглерод и сяра в метални сплави чрез анализатор на въглерод и сяра (LECO). Областта на приложение на този анализ включва метали като стомана, желязо, мед, сплави и др.
-
Determining the Contact Angle
Контактният ъгъл е термодинамична величина, която представлява измерване на омокряемостта. Този тест измерва ъгъла, който капка течност създава върху повърхността на твърдо тяло. Размерът на контактния ъгъл между течността и твърдото тяло зависи от взаимодействието между веществата и контактната повърхност. По-малко взаимодействие, по-голям контактен ъгъл и ще бъде по-трудно да се намокри твърдото вещество, което ще има по-слаба адхезия към чужди тела. От определянето на контактния ъгъл е възможно да се определят някои характеристики на повърхността, като например повърхностната енергия.
Метод за изпитване: Стандартен метод за изпитване ASTM D7490 за измерване на повърхностното напрежение на твърди покрития, субстрати и пигменти чрез измерване на контактен ъгъл
Метод за изпитване: ASTM D7334 Стандартна практика за повърхностна омокряемост на покрития, субстрати и пигменти чрез измерване на напредналия контактен ъгъл
-
Coefficient of Thermal Expansion (CTE) with TMA
Коефициентът на топлинно разширение описва как размерът на даден обект може да се промени във връзка с промяна на температурата. Обикновено веществата се разширяват сами при промяна на температурата и относителното разширение или намаляване може да се случи във всички посоки (изотропен материал)
Метод на изпитване: IPC TM650 2.4.24 (Температура на встъкляване и термично разширение по Z-ос от TMA)
-
Time to Delamination (with TMA)
Времето до разслояване е измерване, използвано за оценка на характеристиките на основния материал: то предоставя информация за времето, необходимо на смолата и медта, за да се разделят или разслоят. Този тест използва инструмента TMS, за да доведе проба (ламинирана или печатна схема) до определена температура и измерва необходимото време за разслояване.
Метод на изпитване: IPC TM 650 2.4.24.1 (Време до разслояване (метод TMA))
-
IC – Ion Chromatography
Йонната хроматография (IC) е аналитична техника, която разделя йони и полярни молекули в зависимост от техния заряд. Всеки вид взаимодейства по различен начин със стационарната фаза (колона, пълна със смола) и имат различни времена на задържане. Тази функция позволява количественото им определяне поотделно след разделяне. Тестовата процедура е предназначена за измерване на нивото на йонно замърсяване, което може да се извлече от повърхността на печатни платки и модули, потоци за запояване, електрически компоненти и др.
Метод за изпитване: IPC TM 650 2.3.28 (Йонен анализ на платки, метод на йонна хроматография), IPC TM 650 2.3.28.1 (Съдържание на халиди в флюсове и пасти за запояване), IPC TM 650 2.3.28.2 (Чистота на голи печатни платки чрез йони хроматография)
-
Thermogravimetric Analysis with TGA
Термогравиметричният анализ измерва изменението на масата на пробата, подложена на нагряване с контролирано нарастване на температурата. Резултатът от анализа включва термограма, която показва температура/време по оста x и абсолютната промяна или масовия процент на пробата по ординатите (крива на термично разлагане). Тази аналитична техника е полезна за оценка на процесите на разлагане и окисление.
Метод на изпитване: IPC TM 650 2.4.24.6 (Температура на разлагане (Td) на ламинатния материал с помощта на TGA)
-
Solder Pastes Analysis
Пастите за запояване са суспензии от стабилни и хомогенни частици от праха за запояване, потопени в течен флюс. Чрез промяна на размера, разпределението и формата на спояващите частици е възможно да се контролира реологията и характеристиките на пастите.
-
Тест с сфера за спояване – Този тест се извършва, за да се определят свойствата на повторното изтичане на спояващата паста по време на процеса на повторно сливане.
-
Реф. Стандартен IPC TM 650 2.4.43 (Паста за спояване – Тест с топка за спояване)
-
-
Тест за пропадане – Този тест определя вертикалното и хоризонталното пропадане на пастите за запояване.
-
Реф. Стандартен IPC TM 650 2.4.35 (Паста за запояване – Тест за спадане
-
-
Тест за намокряне – Тестът за намокряне определя способността на пастата за запояване да намокри оксидирана медна повърхност и позволява да се изследва, от гледна точка на качеството, количеството пръски на пастата за запояване по време на процеса на повторно сливане.
-
Реф. Стандартен IPC TM 650 2.4.45 (Паста за спояване – Тест за намокряне)
-
-
Glass Transition Temperature (Tg)
Температурата на встъкляване обикновено се обозначава със символа Tg и представлява температурния диапазон, при който аморфният материал преминава от твърдо стъкловидно състояние към по-гъвкаво, гумено състояние. Това явление е така наречената структурна релаксация.
Възможно е да се определи температурата на встъкляване с помощта на различни инструменти:
-
TM 2.4.24C Температура на встъкляване и термично разширение по Z-ос от TMA
-
TM 2.4.25C Температура на встъкляване и фактор на втвърдяване от DSC
-
TM 2.4.24.2 Температура на встъкляване на органични филми – DMA метод
-
Determining Water Absorption
Тестът за водопоглъщане се извършва, за да се определи количеството на абсорбираната течност при специфични условия на околната среда. Този анализ се влияе от фактори като вида на материала, използваните добавки, температурата и продължителността на теста. Резултатите показват възможните характеристики на материалите във вода или във влажна среда.
Метод за изпитване: IPC TM 650 2.6.2.1 (Водопоглъщане, пластмасови ламинати с метална обвивка) – Определяне на количеството абсорбирана вода от пластмасови ламинати, потопени в дестилирана вода за 24 часа.
-
Copper mirror test
Този тест позволява да се открият активните вещества вътре в потоците. Спояващата паста или флюсът се поставят върху субстрат, покрит с лек меден слой. Наличието (или не) на активни вещества ще доведе до отстраняване на медния слой върху субстрата, като позволи да се разбере корозионното поведение на потока.
Метод за изпитване: IPC TM 650 2.3.32 (Корозия, предизвикана от флюс (метод с медно огледало)), IPC J-STD-004 (Изисквания за флюсове за запояване)
-
Melting Point with DSC
Диференциалната сканираща калориметрия (DSC) е метод, който, като се има предвид температурата, измерва разликата между топлинните потоци в веществото на пробата и в еталонното вещество, като и двата са подложени на контролирана температурна промяна. Тази техника предоставя информация за количеството енергия, погълната или освободена от пробата, когато се затопли или охлади.
Общата точка на топене на даден материал се идентифицира с температурата, при която той променя състоянието си от твърдо в течно. По време на този процес цялата енергия, добавена към дадено вещество, се изразходва като топлина на топене и температурата остава постоянна. Анализът на точката на топене позволява да се получи първо впечатление за чистотата на дадено вещество, тъй като някои примеси променят обхвата на топене.
-
Flammability Test
Запалимостта е способността на даден материал да гори или да експлодира, причинявайки пожар или изгаряне. Нивото на трудност, необходимо за провокиране на запалване на дадено вещество, се определя от теста за запалимост.
Реф. Стандарт: UL94 (Стандартът за запалимост на пластмасови материали за части в устройства и уреди) – Приложим за пластмасов материал, той може да определи способността на материалите да разпространяват или да гасят пламък, след като са го запалили.
-
Porosity Test
GEST Labs може да тества проби и материали, за да оцени характеристиките на тяхната порьозност и да характеризира празните пространства вътре в тях.
Метод за изпитване: IPC TM 650 2.3.24 (Порьозност на златното покритие), стандарт IPC 4552 (Спецификация за безелектромобилно никелово/потопяемо златно (ENIG) покритие за печатни платки)
-
Corrosion Test
Тестовете за корозия са от съществено значение, за да се разбере как се държат материалите при тежки или непрекъснати условия на употреба и могат да гарантират постигането на пълния жизнен цикъл. Този тест улеснява прогнозирането, планирането и смекчаването на отрицателните ефекти, които корозията може да има върху материалите, върху които могат да бъдат използвани.