МЭИ(ТУ)

Кафедра ЭИ

Лабораторная работа №2

Исследование влияния различных факторов на измерение толщины металлизации в отверстиях печатных плат

Выполнили студенты

группы А-15-0

.

.

200г.

Схема контроля методом электрического сопротивления:

Внешний вид модели выглядит следующим образом:

Здесь t – толщина защитного слоя, T – толщина медного покрытия.

t

T

Программа численных исследований:

1. Снять зависимость показаний измерительного прибора от толщины медного покрытия при заданном напряжении на токовых вводах.

2. Снять зависимость показаний измерительного прибора от толщины защитного покрытия. Определить минимальную толщину защитного слоя, при котором оно значительно влияет на показания прибора.

3. Определить, влияет ли наличие медной фольги на показания прибора для различных соотношений толщин защитного и медного покрытий.

4. Оценить, как изменятся показания прибора при изменении электричекой проводимости меди в пределах 10% от номинального значения.

5. Оценить влияние неточности величины электрической проводимости защитного слоя (в пределах 10% от номинального значения).

6. Решить задачу относительно векторного электрического потенциала, получив картину распределения тока на участке.

Картины распределения плотности тока:

ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ (используем скалярный потенциал)

ИСТОЧНИК ТОКА (используем векторный потенциал)

ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ

Таблицы данных зависимостей сопротивлений (т.е. показаний прибора) от толщины медного покрытия T и защитного покрытия t

Напряжение, В		100
Исходный график R(T)				R(T) при ↑ σмеди на 10%
T, мм	I, А	R, мОм		T, мм	I, А	R, мОм	δ,%
0,025	851967	0,235		0,025	909671	0,220	-6,3
0,020	737322	0,271		0,020	785248	0,255	-6,1
0,015	614096	0,326		0,015	651066	0,307	-5,7
0,010	498087	0,402	S,мОм/мм	0,010	505970	0,395	-1,6
0,005	361169	0,554	-16,0	0,005	355324	0,563	1,6
						δср,% =	-3,6
R(T) при отсутствии фольги				R(T) при ↑ σзащ на 10%
T, мм	I, А	R, мОм	δ,%	T, мм	I, А	R, мОм	δ,%
0,025	819076	0,244	4,0	0,025	877109	0,228	-2,9
0,020	703407	0,284	4,8	0,020	761089	0,263	-3,1
0,015	580484	0,345	5,8	0,015	636849	0,314	-3,6
0,010	450087	0,444	10,7	0,010	503500	0,397	-1,1
0,005	317311	0,630	13,8	0,005	365063	0,548	-1,1
		δср,% =	7,8			δср,% =	-2,3
Исходный график R(t)				R(t) при ↑ σмеди на 10%
t, мм	I, А	R, мОм		t, мм	I, А	R, мОм	δ,%
0,015	851967	0,235		0,015	909671	0,220	6,8
0,010	801160	0,250	δ,%	0,010	860945	0,232	7,5
0,005	746051	0,268	-3,3	0,005	807602	0,248	8,3
						δср,% =	7,5
R(t) при отсутствии фольги				R(t) при ↑ σзащ на 10%
t, мм	I, А	R, мОм	δ,%	t, мм	I, А	R, мОм	δ,%
0,015	819076	0,244	4,0	0,015	877109	0,228	3,0
0,010	766620	0,261	4,5	0,010	819133	0,244	2,2
0,005	727052	0,275	2,6	0,005	756739	0,264	1,4
		δср,% =	3,7			δср,% =	2,2

ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ

ИСТОЧНИК ТОКА

Таблицы данных зависимостей сопротивлений (т.е. показаний прибора) от толщины медного покрытия T и защитного покрытия t

Исходный график R(T)					R(T) при ↑ σмеди на 10%
T, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм		T, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%
0,025	2,345	278,4	0,237		0,025	2,345	260,9	0,223	-6,3
0,020	2,367	319,0	0,270		0,020	2,316	299,6	0,259	-4,0
0,015	2,273	377,8	0,332		0,015	2,331	356,1	0,306	-8,1
0,010	2,288	469,9	0,411	S,мОм/мм	0,010	2,202	446,1	0,405	-1,4
0,005	2,237	635,8	0,568	-16,5	0,005	2,225	612,3	0,550	-3,2
								δср,% =	-4,6
R(T) при отсутствии фольги					R(T) при ↑ σзащ на 10%
T, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%	T, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%
0,025	2,347	288,8	0,246	3,6	0,025	2,344	270,3	0,231	-2,9
0,020	2,371	333,1	0,281	4,2	0,020	2,370	309,0	0,261	-3,3
0,015	2,274	397,6	0,350	5,2	0,015	2,392	364,3	0,305	-8,4
0,010	2,292	499,2	0,436	6,0	0,010	2,297	449,9	0,392	-4,6
0,005	2,119	683,1	0,645	13,4	0,005	2,249	599,9	0,533	-6,1
			δср,% =	6,5				δср,% =	-5,1
Исходный график R(t)					R(t) при ↑ σмеди на 10%
t, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм		t, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%
0,015	2,345	278,4	0,237		0,015	2,345	260,9	0,223	6,7
0,010	2,331	294,7	0,253	δ,%	0,010	2,377	274,3	0,231	9,6
0,005	2,367	316,5	0,267	-3,0	0,005	2,318	292,8	0,253	5,9
								δср,% =	7,4
R(t) при отсутствии фольги					R(t) при ↑ σзащ на 10%
t, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%	t, мм	I, мА	U, нВ	R, мОм	δ,%
0,015	2,347	288,8	0,246	3,6	0,015	2,344	270,3	0,231	3,0
0,010	2,383	307,0	0,258	1,9	0,010	2,380	288,1	0,242	4,4
0,005	2,317	331,3	0,286	6,9	0,005	2,368	311,4	0,263	1,7
			δср,% =	4,2				δср,% =	3,0

ИСТОЧНИК ТОКА

Выводы

Видно, что результаты, полученные при источнике напряжения (с использованием скалярного потенциала) и при источнике тока (с использованием векторного потенциала), приблизительно совпадают. Характеристики изменения сопротивления от толщины медного покрытия получаются нелинейными с чувствительностью 16-17 мОм/мм. При этом:

• при отсутствии фольги наблюдается увеличение сопротивления в среднем на 7 %,

• при увеличении проводимости медного покрытия на 10% наблюдается уменьшение сопротивления в среднем на 4 %,

• при увеличении проводимости защитного покрытия на 10% наблюдается уменьшение сопротивления в среднем на 3-4 %,

• при изменении толщины защитного покрытия в три раза (с 0,015 до 0,005 мм) сопротивление изменяется в среднем на 3 %.