次世代イメージングによる回路障害の拡大


電気技師は、マルチメーターのテストと目視検査を使用して回路の障害を手動で特定し、電流の測定とはんだ付けの欠陥の検査に数え切れないほどの時間を費やしてきました。次世代イメージングにより、電子回路のトレース故障の発見が迅速化され、より正確な故障検出と分離が可能になる可能性があります。これらの資産は、デジタル時代の生命線であるマイクロエレクトロニクスに対する研究室の見方を変えています。

高度な障害検出と分離の必要性
通信や再生可能エネルギーなどの重要なインフラは、半導体やコンデンサなどのマイクロエレクトロニクスで動作します。プリント回路基板上のデジタル集積回路には何百万もの接続デバイスがあり、これらは地球上で最も複雑なテクノロジーの一部となっています。電子回路のトレース故障は、製造や市場に投入される前の厳格な検査と品質管理に不可欠です。これらは、画像処理によって強調される可能性のあるその他の一般的な欠陥です。

はんだ付けの問題

壊れた破片

中断された回路経路

エッチング不良

不十分な電圧管理

接触障害

過電流

体温調節不良

電源などの他の部品との非互換性

政府のセキュリティシステムに欠陥があるPCBが1つあると、データセンターのハードウェアが短絡するため、国際紛争を引き起こしたり、病院を閉鎖したりする可能性があります。現代では、あまりにも多くの繊細で必要な操作がこれらの原材料と健全な回路に依存しており、障害の発見と修復は電子工学および制御エンジニアの最も重要な仕事の一部となっています。

イメージングは負担を軽減しながら、業務の的を絞った生産性を高めます。マイクロエレクトロニクスエンジニアへの要求はかつてないほど高く、アナログアイテムのデジタル化が進むにつれて、プレッシャーは増幅する一方です。モデルとデータに基づく障害診断方法の最良の考え方を橋渡しし、より強力な運用を実現します。

光学顕微鏡
これは、顕微鏡技術が年々堅牢になっているため、最もよく知られているが控えめなイメージング方法の1つです。光学顕微鏡は、回路の目に見える故障や劣化を検出することに長けています。疑わしい障害に応じて、多数のカスタマイズとサイズ設定オプションが利用可能です。

ラボでは、非破壊環境で基板部品をセクションに分けて表示できます。これにより、さまざまな解像度で簡単にコントラストして、回路の状態を包括的に理解できます。効果的な問題を特定するための、次のような戦略と組み合わせますが、これらに限定されません。

熱レーザーシミュレーション

光電子顕微鏡

エレクトロルミネッ センス

透過型電子顕微鏡

ディープ反応性イオンエッチング
PCBの層を剥がすことは、障害を明らかにするために必要になる場合があります。これは最も実用的なリバースエンジニアリングです。湿式化学エッチングやイオンビームミリングなどの他の技術を使用した反応性イオンエッチングは、性能の異常を迅速に特定できます。

これはそれ自体がイメージング技術ではありませんが、信頼性の高い画像の品質と成功を高めるために必要です。反応性イオンエッチングは、さまざまな深さで回路のトレースに電荷を入力し、問題がどこまで浸透するかを確認します。

走査型音響顕微鏡
PCB は基板とスクリーンで構成されており、これらの薄いラミネートは集積回路の他のコンポーネントと同じくらい多くの検査を必要とします。SAMは、これらの繊細な特徴から跳ね返る音波に基づいて層間剥離が起こったかどうかを明らかにするイメージング方法です。場合によっては、音響処理の位置決めは、他の形式の故障検出では光よりも結晶化された画像になります。

周波数操作は、PCGの層に十分に深く浸透し、エンジニアが問題のある場所と見なす可能性のある特定の機能に磨きをかけるために重要です。エコーは表面で適切に反射していますか、それとも画像が逃げた信号を明らかにしていますか?これは製造上のエラーを示している可能性がありますが、パッケージングの見落としや積極的な組み立てが明らかになり、層内に穴が開いたり破損したりする可能性もあります。

X線検査
多くのイメージング手法は外部の障害を調べますが、内部の問題は何によって明らかになるのでしょうか?X 線またはガンマ線による X 線検査は、位置ずれ、亀裂、はんだ付けの非効率性を特定するための強力なリソースです。これは非破壊的な方法であり、エレクトロニクスエンジニアは、構造がどれほど複雑であっても、組み立てられたマイクロエレクトロニクスの奥深くを検査できます。これにより、コンポーネントを慎重に分離する時間と労力が節約され、プロセスでより多くの欠陥が生じる可能性があります。

高度な X 線撮影により、画像がより速く、より鮮明に表示されます。プログラムを使用すると、エンジニアは写真を操作、ズームイン、検査して、障害にいつ、どのように対処するかについての意思決定を改善できます。X線撮影のような革新は、慎重な手で何時間もかけて達成できることを発見するハンズオフイメージングの可能性を示しています。

ホットスポット分析
熱画像とホットスポット分析は、熱分散と電圧に関連する目に見えない欠陥を正確に特定するのに理想的です。これも非侵襲的な方法で、イメージング装置が回路全体の温度変化を識別できるようにします。これにより、技術者は部分的にアクティブなデバイスに近づく必要がなくなりました。デバイスのどこかに漏れがあることが証明されているか、電源がボードが処理するには強すぎる電流を放出している可能性があります。

ホットスポット検出方法には、液晶を組み込んだ方法もあれば、レーザービームを使用する方法もあります。理想的には、クリスタルは、ヒートポケットが置かれているボード全体に明るいスポットと暗いスポットを明らかにします。レーザーは基板を跳ね返り、その動きによって熱が流入する場所が特定されます。超音波は、外部技術が識別後に基板の機能に影響を与える可能性を減らそうとする最新の代替手段です。

走査型電子顕微鏡
SEM も顕微鏡の一般的な変種で、電子ビームと原子の相互作用を利用して欠陥を強調する。集積回路のトポグラフィーは、各はんだ接合部の高解像度のズームイン断面ですぐに見えるようになります。

この方法は汎用性が高く、エネルギー分散型X線分光法など、他の形態の故障検出と互換性があります。これは、エンジニアがPCBの要素を見つけて、それらが正しい場所にあることを確認し、入力に対する正しい応答を生成するのに役立ちます。さらに、SEM はコンピューター支援設計システムやデバイス パラメータ テストなどの従来のレビュー方法と統合され、1 か所で総合的な障害評価エクスペリエンスを実現します。

電子回路のすべてのトレース障害を見つける
高度なイメージングは、マイクロエレクトロニクスにおける次世代の故障検出の中核となるでしょう。障害の検出と切り分けは、かつては厳しいビジネスでしたが、今もそうです。しかし、画像処理が診断を加速するにつれて、エレクトロニクスエンジニアは精度とアクションの新時代を経験することになります。電子回路のトレース障害は、主に技術がより複雑になり、用途が多様化するにつれて、永遠に懸念されるでしょう。したがって、品質管理のための新しいイメージング技術を今すぐ導入することは、産業の安定性にとって重要です。