Ampliando los fallos de circuito con imagen de nueva generación


Los ingenieros eléctricos han identificado manualmente fallos de circuito mediante pruebas con multímetro e inspecciones visuales, dedicando incontables horas a medir corrientes e inspeccionar defectos de soldadura. La imagen de nueva generación podría agilizar la detección de fallos de traza en circuitos electrónicos, lo que conduce a una detección y aislamiento de fallos más precisos. Estos activos están alterando la forma en que los laboratorios ven la microelectrónica, que es el motor vital de la era digital.

La necesidad de detección y aislamiento avanzado de fallos
La infraestructura crítica como las telecomunicaciones y las energías renovables funciona con microelectrónica como semiconductores y condensadores. Los circuitos integrados digitales en placas de circuito impreso pueden tener millones de dispositivos conectados, convirtiéndolos en algunas de las piezas tecnológicas más intrincadas del planeta. Los fallos de traza en los circuitos electrónicos son esenciales para una inspección rigurosa y control de calidad antes de pasar a la fabricación y al mercado. Estos son otros defectos comunes que la imagen podría destacar:

Problemas de soldadura

Fragmentos rotos

Caminos de circuito interrumpido

Mal grabado

Gestión inadecuada del voltaje

Fallos de contacto

Sobrecorrientes

Termorregulación deficiente

Incompatibilidad con otras piezas, como la fuente de alimentación

Una sola PCB defectuosa en un sistema de seguridad gubernamental podría provocar un conflicto internacional o cerrar hospitales porque el hardware del centro de datos está en cortocircuito. Demasiadas operaciones delicadas y necesarias dependen de estas materias primas y circuitos saludables en la era moderna, haciendo que la detección y remediación de fallos sea uno de los trabajos más importantes de los ingenieros electrónicos y de control.

La imagen alivia cargas y hace que las operaciones sean más específicas y productivas. Las exigencias para los ingenieros de microelectrónica son las más altas que nunca, y las presiones solo aumentarán a medida que los elementos analógicos se digitalizen más. Conecta las mejores mentalidades en métodos de diagnóstico de fallos basados en modelos y datos para operaciones más potentes.

Microscopía óptica
Este es uno de los métodos de imagen más conocidos pero discretos, ya que las tecnologías microscópicas se vuelven más robustas cada año. Los microscopios ópticos son expertos en detectar fallos visibles y degradación en circuitos. Hay numerosas personalizaciones y opciones de talla disponibles según la falla sospechada.

Los laboratorios pueden ver piezas de tablero en secciones en un entorno no destructivo. Permite un contraste sencillo a diferentes resoluciones para comprender de forma completa la salud del circuito. Combínalo con más estrategias para una identificación efectiva de problemas, incluyendo pero no limitándose a:

Simulación láser térmica

Microscopía electrónica de fotoemisión

Electroluminiscencia

Microscopía electrónica de transmisión

Grabado profundo de iones reactivos
A veces es necesario despegar las capas de una PCB para descubrir un fallo. Esto es ingeniería inversa en su forma más práctica. El grabado iónico reactivo con otras técnicas, como el grabado químico húmedo o el fresado por haz iónico, puede localizar rápidamente anomalías de rendimiento.

Aunque no es una técnica de imagen por sí sola, es necesaria para mejorar la calidad y el éxito de una imagen fiable. El grabado de iones reactivos introduce cargas en las pistas del circuito a distintas profundidades para ver hasta dónde llegan los problemas.

Microscopía acústica de barrido
Las PCB están formadas por sustratos y cribas, y estos laminados finos requieren tanto examen como los demás componentes del circuito integrado. SAM es un método de imagen que podría revelar si se ha producido delaminación a partir de ondas sonoras que rebotan en estas delicadas características. A veces, la posición de procesos acústicos ofrece una imagen más cristalizada que la luz en otras formas de detección de fallos.

La manipulación de la frecuencia es fundamental para penetrar lo suficiente en las capas del PCG y afinar las características específicas que los ingenieros pueden considerar los sitios problemáticos. ¿Se reflejan correctamente los ecos en las superficies, o las imágenes revelan señales que han escapado? Aunque puede indicar un error de fabricación, también podría revelar descuidos en el embalaje o un montaje agresivo, lo que puede provocar perforaciones y fracturas en las capas.

Pruebas radiográficas
Muchos métodos de imagen examinan fallos externos, ¿qué revela problemas internos? Las pruebas radiográficas con rayos X o rayos gamma son un recurso potente para identificar desalineaciones, grietas e ineficiencias de soldadura. Es un método no destructivo, que permite a los ingenieros electrónicos inspeccionar en profundidad la microelectrónica ensamblada, sin importar lo compleja que sea la estructura. Esto ahorra tiempo y trabajo al separar cuidadosamente los componentes, lo que puede provocar más defectos en el proceso.

La radiografía avanzada hace que las imágenes parezcan más rápidas y con mayor claridad. Los programas permiten a los ingenieros manipular, ampliar e inspeccionar fotos para mejorar la toma de decisiones sobre cómo y cuándo abordar la avería. Innovaciones como la radiografía demuestran el potencial de la imagen sin intervención para descubrir lo que manos cuidadosas pasarían horas logrando de otro modo.

Análisis de puntos calientes
La imagen térmica y el análisis de puntos calientes son ideales para identificar defectos invisibles relacionados con la dispersión del calor y el voltaje. Este es otro método no invasivo, que permite al equipo de imagen identificar variaciones de temperatura a lo largo del circuito. Mantiene a los técnicos a salvo de tener que acercarse a dispositivos parcialmente activos. Podría demostrar que hay una fuga en algún lugar del dispositivo, o que la fuente de alimentación está liberando una corriente demasiado intensa para que la placa la maneje.

Algunos métodos de detección de puntos calientes incorporan cristales líquidos, mientras que otros emplean haces láser. Idealmente, el cristal revelará manchas claras y oscuras por todo el tablero donde descansan los bolsillos de calor. Los láseres rebotan a través de los sustratos, y el movimiento identifica dónde están las entradas de calor. Las ondas ultrasónicas son una alternativa moderna que intenta reducir la probabilidad de que la tecnología externa afecte al funcionamiento de la placa tras su identificación.

Microscopía electrónica de barrido
El SEM es otra variante popular de la microscopía que aprovecha los haces de electrones y la interactividad atómica para resaltar defectos. La topografía de los circuitos integrados se hace inmediatamente visible para una sección transversal de alta resolución y ampliada de cada unión de soldadura.

El método es muy versátil y compatible con otras formas de detección de fallos, como la espectroscopía de rayos X dispersiva de energía. Ayuda a los ingenieros a localizar los elementos de una PCB para verificar que están en el lugar correcto y generar las respuestas correctas a las entradas. Además, el SEM se integra con sistemas de diseño asistido por ordenador y métodos convencionales de revisión, como la prueba de parámetros del dispositivo, para una experiencia holística de evaluación de fallos en un único lugar.

Localización de todas las fallas de traza en circuitos electrónicos
La imagen avanzada será el núcleo de la detección de fallos de próxima generación en microelectrónica. La detección y aislamiento de fallos solía ser un negocio exigente, y sigue siéndolo. Sin embargo, los ingenieros electrónicos experimentarán una nueva era de precisión y acción, ya que la imagen acelera el diagnóstico. Las fallas de traza en circuitos electrónicos serán una preocupación para siempre, principalmente a medida que la tecnología se vuelva más compleja y diversa en su aplicación. Por lo tanto, implementar nuevas técnicas de imagen para el control de calidad ahora es fundamental para la estabilidad industrial.