Analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés
Plus fonctionnels, plus compacts et plus fins, les terminaux mobile, smartphones, et autres appareils modernes exigent des circuits imprimés et composants électroniques miniaturisés et densifiés. Dans l’industrie automobile, les technologies de freinage automatique et de conduite autonome nécessitent une commande assistée par ordinateur. Le marché réclame des circuits imprimés toujours plus fiables et cela passe par une analyse des défaillances et des défauts rapide et précise pour accélérer les cycles d’amélioration.
Cette section vous présente nos derniers exemples d’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés avec le nouveau microscope numérique 4K de KEYENCE.
- Importance de l’analyse des défaillances des circuits imprimés
- Méthodes d’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés
- Derniers exemples d’observation et d’analyse de circuits imprimés
- Observation et analyse de câblages par fils (pontages ou "wire-bonding")
- Observation et analyse de coupes et surfaces de boîtiers de semi-conducteurss
- Observation, mesure et analyse de circuits imprimés
- Contrôle d’aspect final de puces électroniques
- Contrôle et analyse de corps étrangers collés sur des puces électroniques
- Optimisation et rationalisation de l’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés
Importance de l’analyse des défaillances des circuits imprimés
Suivant le rythme de l'évolution des smartphones, tablettes et autres appareils portables, toujours plus compacts, plus minces et plus fonctionnels, les circuits imprimés et composants électroniques se miniaturisent, se densifient et multiplient leurs couches. Dans l'industrie automobile, la recherche et le développement de technologies telles que le freinage automatique et la conduite autonome ont généralisé la commande assistée par ordinateur de composants essentiels. Cette commande exige des circuits imprimés et composants électroniques à haute fiabilité et longue durée de vie afin de supporter la contrainte à long terme exercée par la conduite, l’accélération et les arrêts.
Les terminaux et appareils occupent aujourd’hui une place de choix dans notre quotidien et l’automobile, en particulier, requiert un degré de sécurité des plus élevés. Toute défaillance ou tout défaut d’un composant essentiel à commande assistée par ordinateur risque de provoquer de sérieux dommages ou un accident.
Afin d’évaluer la durée de vie et la fiabilité des circuits imprimés et composants électroniques, des essais d’évaluation de la fiabilité, incluant des essais d’accélération, sont impérativement réalisés. Outre ces essais sur produits finis, l’analyse microscopique des circuits imprimés, afin d’identifier les causes de toute défaillance et de tout défaut et d’améliorer leur qualité de fabrication, est aujourd’hui plus importante que jamais et requiert une précision sans précédent pour atteindre la qualité exigée par le marché.
Cette section détaille les méthodes d’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés pour détecter tout montage inapproprié et défaut de composant électronique survenu en cours de fabrication ou après expédition.
Méthodes d’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés
Il existe trois méthodes d’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés.
- Localisation de la défaillance
- La localisation de la défaillance peut être réalisée par thermographie infrarouge Lock-in, qui repère les zones chaudes engendrées par des courts-circuits.
- Compréhension de la défaillance
- Les structures microscopiques sont observées au microscope à rayons X, au tomodensitomètre, au micro-analyseur à sonde électronique ou à l’aide de tout autre instrument afin d’en comprendre les propriétés physiques.
- Observation et analyse des zones défectueuses (analyse des défauts)
- Afin de déterminer des causes spécifiques, les défauts sont minutieusement analysés via l’observation en coupe des zones défectueuses, à l’aide d’outils tels que les microscopes polyvalents, les microscopes électroniques à balayage (MEB), les microscopes à faisceau d’ions focalisé et les micro-analyseurs à sonde électronique, ou via l’observation de surface, applicable aux surfaces polies et enrobages de résine ouverts.
Derniers exemples d’observation et d’analyse de circuits imprimés
Lors de l’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés, la précision de l’observation et de l’analyse des zones défectueuses est un facteur décisif. L’identification des causes des défaillances exige toujours une analyse et une observation rapides et précises, que le produit soit déjà sur le marché ou en phase d’évaluation de la fiabilité.
Des microscopes sont alors utilisés pour contrôler l’aspect des zones défectueuses.
Le microscope numérique haute définition 4K Série VHX de KEYENCE exploite un objectif haute résolution et des technologies de pointe, telles qu’un capteur d’image CMOS 4K, garantissant une observation et une analyse précises des zones défectueuses à partir d’images 4K entièrement nettes. En quelques étapes simples, la Série VHX exécute également des mesures 2D et 3D sur des images haute résolution sous grossissement. Ces mesures contribuent à optimiser et rationaliser l’ensemble des opérations requises pour l’analyse.
Retrouvez, dans cette section, nos derniers exemples d’observation et d’analyse avec la Série VHX.
Observation et analyse de câblages par fils (pontages ou "wire-bonding")
Le microscope numérique 4K Série VHX intègre un système d’observation orientable selon un angle libre, qui permet d’observer librement la cible sous tous les angles ; un éclairage haute performance, qui assure une exposition uniforme ; une fonction d’élimination des reflets, qui réduit les reflets générés par les surfaces brillantes ; et une fonction de composition en profondeur en direct, qui capture une image entièrement nette de la cible. Toutes ces caractéristiques facilitent l’observation et l’analyse de connexions par fils tridimensionnelles sur des images haute résolution entièrement nettes même sous fort grossissement.
Droite : Sans
Droite : Sans
(Gauche: 200x / Droite: 20x)
Observation et analyse de coupes et surfaces de boîtiers de semi-conducteurs
Le microscope numérique 4K Série VHX est équipé d’un éclairage polyvalent, combinant champ sombre, champ clair, contraste interférentiel différentiel (DIC) et polarisé. Cet éclairage multiple optimise l’observation des caractéristiques et de la forme des colles et pâtes utilisées pour le montage des semi-conducteurs.
Même si la coupe d’un échantillon enrobé de résine présente des irrégularités dues à une découpe ou un polissage inapproprié(e), la surface peut être modélisée en trois dimensions à partir d’un nombre limité d’images, permettant d’observer une image entièrement nette même sous fort grossissement.
Bas : champ clair (100x et 300x)
Grâce au système d’observation orientable selon un angle libre de la Série VHX, il est possible d’observer les surfaces et broches de boîtiers sous fort grossissement et sous tous les angles. Une grande profondeur de champ garantit une analyse rapide et haute précision sur des images entièrement nettes, sans réglage chronophage.
Observation, mesure et analyse de circuits imprimés
Les objectifs haute résolution et le revolver motorisé du microscope numérique 4K Série VHX permettent de profiter d’un zoom continu, qui bascule automatiquement entre les objectifs selon le facteur de grossissement souhaité, de 20x à 6000x. Cette fonction permet un zoom et une observation parfaitement intuitifs. Grâce au système d’observation orientable selon un angle libre, il est possible de capturer des images haute résolution et entièrement nettes sous fort grossissement et sous tous les angles. Les composants tridimensionnels montés sur le circuit sont ainsi observés et analysés avec précision. Les images capturées sous différents grossissements peuvent être affichées côte à côte via la fonction de division d’écran, permettant à l’opérateur de suivre en continu la zone de montage défectueuse, notamment sur les circuits imprimés les plus denses.
De plus, il est possible d’exécuter des mesures de formes 3D et de profils de l’ordre du micron, à partir des informations de hauteur, directement sur l’image haute résolution, pour une analyse et une évaluation quantitatives complètes avec un seul instrument.
(fonction de division d’écran)
Contrôle d’aspect final de puces électroniques
Le microscope numérique 4K Série VHX capture des images haute résolution 4K jusqu’à un grossissement maximal de 6000x. Les fonctions de composition en profondeur et HDR permettent de capturer une image entièrement nette des cibles présentant une surface irrégulière sous différents éclairages, pour détecter les rayures les plus subtiles sur le motif de circuit d’une puce électronique.
Outre l’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés, il est possible de réaliser une analyse et une évaluation rapides et précises lors du contrôle d’aspect final exécuté sur le site de fabrication.
de la défaillance (jusqu’à 1000x)
Contrôle et analyse de corps étrangers collés sur des puces électroniques
Les corps étrangers collés sur les circuits risquent de provoquer des courts-circuits, entraînant une défaillance et un défaut du composant.
Le microscope numérique 4K Série VHX capture des images nettes des corps étrangers sous fort grossissement. La modélisation 3D, qui peut être exécutée à partir d’un nombre limité d’images, permet à l’opérateur de différencier les corps étrangers des irrégularités sur la surface du circuit.
De plus, la Série VHX est capable de mesurer la forme 3D et le profil du corps étranger à partir des informations de hauteur de l’affichage 3D. Un seul instrument vous permet de réaliser toutes vos opérations, de l’évaluation quantitative de la taille, de la structure et du volume du corps étranger à la création de rapports intégrant les images capturées et les valeurs mesurées.
Optimisation et rationalisation de l’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés
Le microscope numérique 4K Série VHX permet des mesures 2D et 3D ainsi qu’une observation et une analyse sur des images haute résolution entièrement nettes, pour optimiser et rationaliser l’analyse des défaillances et des défauts des circuits imprimés, sans être aucunement entravé par leur structure tridimensionnelle.
Quelques étapes simples suffisent pour exécuter une analyse avancée et une évaluation quantitative, permettant d’obtenir des résultats constants, indépendamment du niveau de compétence de l’opérateur.
Outre les fonctions présentées ici, la Série VHX intègre de nombreuses fonctions pratiques pour analyser les divers défauts et défaillances susceptibles de se produire sur différents types de produits.
Pour en savoir plus sur la Série VHX, cliquez sur le bouton ci-dessous pour télécharger le catalogue. Pour toute demande, cliquez sur l’autre bouton pour contacter KEYENCE.
