Közelítés az áramkörhibákra a következő generációs képalkotással


Az elektromos mérnökök manuálisan azonosították az áramkörhibákat multiméteres teszteléssel és vizuális ellenőrzéssel, számtalan órát töltve áramméréssel és forrasztási hibák ellenőrzésével. A következő generációs képalkotás gyorsíthatja az elektronikus áramkörökben lévő nyomhibák feltárását, így pontosabb hibafelismerés és szigetelés érhető el. Ezek az eszközök megváltoztatják a laboratóriumok mikroelektronikai szemléletét, amelyek a digitális kor életereje.

A fejlett hibafelismerés és elszigetelés szükségessége
A kritikus infrastruktúra, mint a távközlési és a megújuló energia, mikroelektronikán működik, például félvezetők és kondenzátorok. A nyomtatott áramköri lapokon lévő digitális integrált áramkörök milliós összekötő eszközt tartalmazhatnak, így ezek a világ legösszetettebb technológiai elemei közé tartoznak. Az elektronikus áramkörökben lévő nyomhibák elengedhetetlenek a szigorú ellenőrzéshez és minőségellenőrzéshez, mielőtt a gyártásba és a piacra kerülnének. Ezek néhány további gyakori hibák, amelyeket a képalkotás kiemelhet:

Forrasztási problémák

Törött darabok

Megszakított áramköri útvonalak

Rossz metszés

Elégtelen feszültségszabályozás

Érintkezési hibák

Túláramlatok

Rossz hőszabályozás

Más alkatrészekkel, például a tápegységgel való inkompatibilitás

Egy hibás PCB egy kormányzati biztonsági rendszerben nemzetközi konfliktust szíthet vagy kórházakat bezárhat, mert az adatközpont hardvere rövidzárlatot szenved. Túl sok kényes és szükséges művelet támaszkodik ezekre a nyersanyagokra és egészséges áramkörökre a modern korban, így a hibafeltárás és helyreállítás az elektronikai és vezérlőmérnökök legfontosabb munkája közé tartozik.

A képalkotás enyhíti a terheket, miközben célzottabbá és produktívabbá teszi a műveleteket. A mikroelektronikai mérnökök iránti elvárások a legmagasabbak, amiket valaha láttak, és a nyomás csak tovább nő, ahogy az analóg elemek egyre digitalizálóbbá válnak. Hidat képez a modell- és adatalapú hibadiagnosztikai módszerek legjobb mentalitásait a hatékonyabb műveletek érdekében.

Optikai mikroszkópia
Ez az egyik legismertebb, mégis visszafogottabb képalkotási módszer, mivel a mikroszkopikus technológiák évről évre robusztusabbak lesznek. Az optikai mikroszkópok ügyesen észlelik a látható hibákat és az áramkörök leépülését. Számos testreszabás és méretezési lehetőség áll rendelkezésre a feltételezett hibától függően.

A laborok nem romboló környezetben vizsgálhatják a deszkolapalkatrészeket. Lehetővé teszi egyszerű kontrasztozást különböző felbontásoknál, hogy átfogóan megértsük az áramkör állapotát. Kombináljuk további stratégiákkal a hatékony problémaazonosításhoz, többek között, de nem kizárólagosan:

Hőlézer szimuláció

Fotoemissziós elektronmikroszkópia

Elektrolumineszcencia

Transzmissziós elektronmikroszkópia

Mélyreakció-ion rézítés
A PCB rétegeinek lebontása néha szükséges a hiba feltárásához. Ez a leggyakorlatiabb visszafejtés módszer. A reaktív ionmetszés más technikákkal, például nedves kémiai marzolással vagy ionnyalábamarással gyorsan azonosítani tudja a teljesítménybeli anomáliákat.

Bár ez önmagában nem egy képalkotó technika, elengedhetetlen a megbízható kép minőségének és sikerének javításához. A reaktív ionevés-bemenetek különböző mélységekben juttatnak be az áramkör nyomaiba, hogy lássák, meddig hatolnak a problémák.

Akusztikus Szempillantás
A PCB-k aljzatokat és képernyőket alkotnak, és ezek a vékony laminátok ugyanannyi vizsgálatot igényelnek, mint az integrált áramkör többi alkatrésze. A SAM egy olyan képalkotó módszer, amely képes kideríteni, hogy zajlott a delamináció a hanghullámok visszaverése alapján, amelyek ezekről a finom jellemzőkről pattogtak. Néha az akusztika pozicionálása kristályosabb képet eredményez, mint a fény más hibaérzékelési formákban.

A frekvenciamanipuláció kritikus ahhoz, hogy elég mélyen behatoljunk a PCG rétegeibe, és fejlesszük azokat a jellemzőket, amelyeket a mérnökök a problémás helyszíneken tekinthetnek. A visszhangok megfelelően tükröződnek a felületekről, vagy a képek olyan jeleket mutatnak, amelyek kiszöktek? Bár gyártási hibára is utalhat, feltárhatja a csomagolási hibákat vagy az agresszív összeszerelést, ami szúrásokat és töréseket eredményezhet a rétegekben.

Radiográfiai vizsgálatok
Sok képalkotó módszer vizsgálja a külső hibákat, de mi tárja fel a belső problémákat? A röntgen- vagy gamma-sugarakkal, a radiológiai vizsgálatok hatékony forrás a félreállások, repedések és forrasztási hatékonysághiányok azonosítására. Ez egy nem romboló módszer, amely lehetővé teszi az elektronikai mérnökök számára, hogy mélyen vizsgálják az összeszerelt mikroelektronikai anyagokat, bármilyen bonyolult szerkezet is legyen. Ez időt és munkát takarít meg az alkatrészek gondos szétválasztásától — ami további hibákat okozhat a folyamatban.

A fejlett radiográfia gyorsabbá és tisztábbá teszi a képeket. A programok lehetővé teszik a mérnökök számára, hogy manipuláljanak, nagyítsák és vizsgálják a fényképeket, hogy javítsák a döntéshozatalt arról, hogyan és mikor kell kezelni a hibát. Az olyan innovációk, mint a radiográfia, bemutatják a kéz nélküli képalkotás lehetőségét annak felfedezésére, hogy egyébként órákat töltenének a gondos kezek megvalósítani.

Forró pont elemzés
A hőképalkotás és a forró pont-elemzés ideálisak a láthatatlan hibák pontosítására, amelyek a hő szétoszlásával és feszültséggel kapcsolatosak. Ez egy másik nem invazív módszer, amely lehetővé teszi, hogy a képalkotó berendezés felismerje a hőmérsékleti eltéréseket az áramkörben. Ez megvédi a technikusokat attól, hogy közel kelljen kerülniük részben aktív eszközökhöz. Lehet, hogy valahol szivárgás van az eszközben, vagy a tápegység olyan áramot bocsát ki, ami túl erős ahhoz, hogy az alaplap kezelje.

Néhány forró pont detektálási módszer folyadékkristályokat alkalmaz, míg mások lézersugarakat. Ideális esetben a kristály feltárja a deszkán a világos és sötét foltokat, ahol a hőzsebek pihennek. A lézerek átugranak az aljzatokon, és a mozgás azonosítja, hol vannak a hőbeáramlások. Az ultrahangú hullámok modern alternatívát jelentenek, amely megpróbálja csökkenteni annak valószínűségét, hogy a külső technológia befolyásolja a kártya működését az azonosítás után.

Pásztázó elektronmikroszkópia
A SEM egy másik népszerű mikroszkópiaváltozat, amely az elektronsugarakat és az atomi interaktivitást használja a hibák kiemelésére. Az integrált áramkörök topográfiája azonnal láthatóvá válik a forrasztási csatlakozás nagy felbontású, nagyított keresztmetszetében.

A módszer rendkívül sokoldalú, és kompatibilis más hibadetektálási módszerekkel, például az energia-diszperzív röntgenspektroszkópiával. Segít a mérnököknek megtalálni a PCB elemeit, hogy ellenőrizzék, helyesen vannak-e, és a megfelelő válaszokat generálják a bemenetekre. Emellett a SEM integrálódik számítógéppel támogatott tervezési rendszerekkel és hagyományos felülvizsgálati módszerekkel, mint például az eszközparaméter tesztelésével, hogy holisztikus hibaértékelési élményt nyújtson egyetlen helyszínen.

Az elektronikus áramkörökben található nyomhiba megtalálása
A fejlett képalkotás lesz a következő generációs hibafelismerés magja a mikroelektronikában. A hibafelismerés és elszigetelés régen igényes szakma volt, és ma is az. Az elektronikai mérnökök azonban egy új precizitás és cselekvési korszakot élnek át, ahogy a képalkotás felgyorsítja a diagnosztikát. Az elektronikus áramkörökben a nyomhibák örökké aggodalomra számítanak, elsősorban ahogy a technológia egyre összetettebbé és sokszínűbbé válik alkalmazásában. Ezért az új képalkotó technikák bevezetése a minőségellenőrzéshez most kritikus az ipari stabilitás szempontjából.