Ampliando falhas de circuito com imagens de última geração


Os engenheiros elétricos identificaram manualmente as falhas do circuito usando testes de multímetro e inspeções visuais, gastando inúmeras horas medindo correntes e inspecionando defeitos de solda. A imagem de última geração pode agilizar a detecção de falhas de rastreamento em circuitos eletrônicos, levando a uma detecção e isolamento de falhas mais precisos. Esses ativos estão alterando a forma como os laboratórios veem a microeletrônica, que é a força vital da era digital.

A necessidade de detecção e isolamento avançados de falhas
Infraestrutura crítica como telecomunicações e energia renovável funciona com microeletrônica como semicondutores e capacitores. Os circuitos integrados digitais em placas de circuito impresso podem ter milhões de dispositivos de conexão, tornando-os algumas das peças de tecnologia mais complexas do planeta. Falhas de rastreamento em circuitos eletrônicos são essenciais para inspeção rigorosa e controle de qualidade antes de ir para a fabricação e o mercado. Estes são alguns outros defeitos comuns que a imagem pode destacar:

Problemas de solda

Pedaços quebrados

Caminhos de circuito interrompidos

Gravação ruim

Gerenciamento inadequado de tensão

Falhas de contato

Sobrecorrentes

Má termorregulação

Incompatibilidade com outras peças, como a fonte de alimentação

Um PCB defeituoso em um sistema de segurança governamental pode incitar conflitos internacionais ou fechar hospitais porque o hardware do data center está em curto-circuito. Muitas operações delicadas e necessárias dependem dessas matérias-primas e circuitos saudáveis na era moderna, tornando a descoberta e a correção de falhas um dos trabalhos mais importantes dos engenheiros eletrônicos e de controle.

A imagem alivia a carga e torna as operações mais direcionadas e produtivas. As demandas dos engenheiros de microeletrônica são as mais altas de todos os tempos, e as pressões só aumentarão à medida que os itens analógicos se tornarem mais digitalizados. Ele une as melhores mentalidades em métodos de diagnóstico de falhas baseados em modelos e dados para operações mais poderosas.

Microscopia óptica
Este é um dos métodos de imagem mais conhecidos, mas discretos, à medida que as tecnologias microscópicas se tornam mais robustas a cada ano. Os microscópios ópticos são hábeis em detectar falhas visíveis e degradação em circuitos. Inúmeras personalizações e opções de dimensionamento estão disponíveis, dependendo da falha suspeita.

Os laboratórios podem visualizar as partes da placa em seções em um ambiente não destrutivo. Ele permite um contraste simples em resoluções variadas para entender de forma abrangente a integridade do circuito. Combine-o com mais estratégias para identificação eficaz de problemas, incluindo, mas não se limitando a:

Simulação a laser térmico

Microscopia eletrônica de fotoemissão

Eletroluminescência

Microscopia eletrônica de transmissão

Gravação de íons reativos profundos
Às vezes, é necessário descascar as camadas de um PCB para descobrir uma falha. Isso é engenharia reversa em sua forma mais prática. A gravação de íons reativos com outras técnicas, como corrosão química úmida ou fresagem de feixe de íons, pode localizar rapidamente anomalias de desempenho.

Embora esta não seja uma técnica de imagem por si só, é necessária para melhorar a qualidade e o sucesso de uma imagem confiável. A gravação de íons reativos insere cargas nos traços do circuito em profundidades variadas para ver até que ponto os problemas permeiam.

Microscopia acústica de varredura
Os PCBs compreendem substratos e telas, e esses laminados finos requerem tanto exame quanto os outros componentes do circuito integrado. O SAM é um método de imagem que pode revelar se ocorreu delaminação com base nas ondas sonoras refletidas nessas características delicadas. Às vezes, o posicionamento da acústica processa uma imagem mais cristalizada do que a luz em outras formas de detecção de falhas.

A manipulação de frequência é fundamental para penetrar fundo o suficiente nas camadas do PCG e aprimorar os recursos específicos que os engenheiros podem considerar os locais problemáticos. Os ecos estão refletindo nas superfícies corretamente ou as imagens estão revelando sinais que escaparam? Embora possa indicar um erro de fabricação, também pode revelar descuidos na embalagem ou montagem agressiva, resultando em perfurações e fraturas nas camadas.

Testes radiográficos
Muitos métodos de imagem examinam falhas externas, então o que revela problemas internos? O teste radiográfico com raios-X ou raios gama é um recurso potente para identificar desalinhamentos, rachaduras e ineficiências de soldagem. É um método não destrutivo, permitindo que os engenheiros eletrônicos inspecionem profundamente a microeletrônica montada, não importa quão complexa seja a estrutura. Isso economiza tempo e mão de obra ao separar cuidadosamente os componentes - potencialmente gerando mais defeitos no processo.

A radiografia avançada faz com que as imagens pareçam mais rápidas e com maior clareza. Os programas permitem que os engenheiros manipulem, ampliem e inspecionem fotos para melhorar a tomada de decisões sobre como e quando lidar com a falha. Inovações como a radiografia demonstram o potencial da imagem sem intervenção para descobrir o que mãos cuidadosas passariam horas realizando.

Análise de pontos de acesso
A imagem térmica e a análise de pontos quentes são ideais para identificar defeitos invisíveis relacionados à dispersão de calor e tensão. Este é outro método não invasivo, permitindo que o equipamento de imagem identifique variações de temperatura em todo o circuito. Ele mantém os técnicos protegidos de ter que se aproximar de dispositivos parcialmente ativos. Pode ser um vazamento em algum lugar do dispositivo, ou a fonte de alimentação está liberando uma corrente muito intensa para a placa lidar.

Alguns métodos de detecção de pontos quentes incorporam cristal líquido, enquanto outros empregam feixes de laser. Idealmente, o cristal revelará pontos claros e escuros em toda a placa onde as bolsas de calor repousam. Os lasers saltam através dos substratos e o movimento identifica onde estão os influxos de calor. As ondas ultrassônicas são uma alternativa moderna que tenta reduzir a probabilidade de que a tecnologia externa afete a funcionalidade da placa após a identificação.

Microscopia Eletrônica de Varredura
O SEM é outra variante popular da microscopia que aproveita feixes de elétrons e interatividade atômica para destacar defeitos. A topografia dos circuitos integrados torna-se imediatamente visível para uma seção transversal ampliada de alta resolução de cada junta de solda.

O método é altamente versátil e compatível com outras formas de detecção de falhas, como espectroscopia de raios X por dispersão de energia. Ele ajuda os engenheiros a localizar os elementos de um PCB para verificar se estão no lugar certo e gerar as respostas corretas às entradas. Além disso, o SEM se integra a sistemas de projeto auxiliados por computador e métodos convencionais de revisão, como teste de parâmetros de dispositivos, para uma experiência holística de avaliação de falhas em um único local.

Encontrando todas as falhas de rastreamento em circuitos eletrônicos
A imagem avançada será o núcleo da detecção de falhas de próxima geração em microeletrônica. A detecção e o isolamento de falhas costumavam ser um negócio exigente, e ainda são. No entanto, os engenheiros eletrônicos experimentarão uma nova era de precisão e ação à medida que a imagem acelera os diagnósticos. Falhas de rastreamento em circuitos eletrônicos serão uma preocupação para sempre, principalmente à medida que a tecnologia se torna mais complexa e diversificada na aplicação. Portanto, a implementação de novas técnicas de imagem para controle de qualidade agora é fundamental para a estabilidade industrial.