6 (Конспект из 10 лекций, преподаватель Добряков Виктор Александрович), страница 2

Затем наносится химическая медь в отверстия и проверяется качество металлизированных отверстий.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Под качеством плат понимается степень их соответствия чертежу, ГОСТам и ТУ при наименьших затратах.

В связи с тем, что технологический процесс изготовления ПП включает в себя десятки разнородных операций, необходимо правильно решить, какие отклонения параметров ПП можно допустить, оценить возможность и целесообразность их исправления, определить признаки окончательного брака плат.

Важнейшими критериями для оценки возможности использования ПП являются:

-электрическая прочность изоляции между проводящими слоями

-легкость установки навесных ЭРЭ и ИМС

-хорошие свойства контактов

-высокая надежность в условиях транспортировки и эксплуатации.

Виды встречающихся дефектов и причины их возникновения.

Дефекты соединений возникают из-за:

• - трещин и царапин на металлической фольге,

• - протравов вследствие дефектов маскирования,

• - образования выемок или отверстий в проводниках,

• - слишком большого занижения размеров контактных площадок,

• - плохого сцепления проводящего слоя с диэлектриком,

• - малой толщины металлизации в отверстиях,

• - дефектов металлизации в отверстиях или по краям отверстий вследстве погрешностей создания металлизации, маскирования или включения неметаллических частиц,

• - трещин в металлизации отверстий вследствие расслоения или различного расширения диэлектрика.

Дефекты изоляции. определяются короткими замыканиями или низкой электрической прочностью изоляции между проводниками, а также осаждение проводящих загрязнений в процессе производства.

Дефекты связанные с отклонениями .и смещениями монтажных отверстий а также их недостаточная гладкость создают трудности в последующей установке навесных ЭРЭ.

Дефекты, образующиеся при облуживании ПП, возникают вследствие неполного смачивания припоем, газовых включений и образования проводящих "мостиков". Их причинами могут быть следующие недостатки ПП:

• - дефекты и недостаточная толщина слоя меди при металлизации отверстий,

• - пассивирование по причине окисления или загрязнения меди и защитных покрытий,

• - значительное отклонение металлизированных отверстий от цилиндрической формы,

• - высокое содержание влаги в ПП,

• - уменьшение расстояния между проводниками.

Деформация ПП - вид дефекта, выражается в виде цилиндрического, сферического искривления или скручивания, т.е. спирального искривления платы.

Это явление зависит от ряда факторов:

а) используемого материала, его стойкости к нагреву, характера напряженности после стравливания фольги.

б) конструкции плат (равномерное распределение металла по поверхности и отверстий по площади платы)

в) технологического процесса производства плат (отсутствие местных перегревов, правильность режимов охлаждения после прессования МПП).

Как правило, деформация определяется минимально допустимым радиусом изгиба основания ПП.

На платах толщиной 0,8 мм и менее деформация не контролируется. При большей толщине для основания из стеклотекстолита при соотношении сторон до 1:2 допускается изгиб или скручивание ДПП до 1,5 мм, для МПП - до 2,0 мм на 100 мм длины, а при соотношении сторон 1:4 - соответственно 2,0 и 2,5.

Если платы предназначены для безрамочной конструкции съемных ФЯ, то деформация может быть установлена не менее, чем 1,1 мм на 100 мм длины. Проверку деформации плат производят с помощью калибровочной щели или щупа.

Перед проведением контроля параметров ПП их подвергают воздействиям различных нагрузок, которые моделируют условия транспортировки и эксплуатации, например:

- удары и вибрации,

- воздействие активных сред и влажности,

- тепловой удар,

- циклическое изменение температуры,

- длительное тепловое воздействие.

Контроль механических свойств.

Толщина ПП, диаметр отверстий и расстояние между их центрами, габаритные размеры и смещение относительно внешнего контура контролируются с помощью обычных инструментов для измерения линейных размеров с разрешающей способностью плюс-минус 10мкм. Для ПП с металлизированными отверстиями, кроме того контролируются:

• - качество сцепления металлизации в отверстиях

• - толщина и непрерывность слоя меди в отверстиях

• - последовательность слоев и расстояния между ними для МПП

• - степень подтравливания

• - качество соединения внутренних проводящих слоев с металлизацией отверстий.

При контроле качества сцепления металлизации в отверстиях в монтажное отверстие впаивается бронзовая или стальная проволока таким образом, что припой образует конус. Затем проволока со стороны конуса нагружается при помощи растяжения до выброса металлизации из отверстия.

Необходимая для этого сила и является мерой сцепления металлизации в отверстиях.(При разрыве проволоки контроль повторяется).

Измерение толщины слоя меди. проводится с помощью радиационного метода.

1

1 -счетчик Гейгера

2- зонд

3- слой меди

4- диэлектрическое основание

2

Трудности при измерениях в небольших отверстиях определяются слишком малым углом падения -лучей, что снижает точность измерений.

3

4

Результатом контроля является среднее значение трех измерений на каждую стенку отверстия, проводимых для трех отверстий. Допускается отклонение отдельных измерений до 20% от этого среднего значения.

Оценку качества соединений контактных площадок внутренних слоев с металлизацией в отверстиях, а также дефекты металлизации отверстий можно осуществлять визуально с помощью микрошлифов. Для этого часть платы погружают в смолу холодного затвердевания, а затем шлифуют и полируют по плоскости среза. Таким образом получается поверхность, представляющая собой поперечное сечение, проходящее через один или несколько центров отверстий.

Контроль электрических свойств.

При этом контроле проводится:

• - проверка на функционирование, т.е. наличие всех электрических соединений и изоляции между проводящими слоями,

• - проверка электрических свойств соединений измерением переходного сопротивления металлизации отверстий, контактного сопротивления и нагрузочной способности по току.

Контроль соединений и изоляции. для внешних проводящих слоев проводится в основном визуально, (при 20-ти кратном увеличении).

Для МПП осуществляется полный контроль всех проводников и изоляционных зазоров. Для этого применяют контрольные установки, управляемые перфолентой, которые позволяют сравнивать проверяемую плату с эталонной. Через каждую пару контактных площадок и соединяющий проводник циклически пропускают ток 0,1-1А. После этого к каждой контактной площадке кратковременно подключается напряжение 100 В. Сведения о дефектах соединений и изоляции выводятся на печать в виде координат и типа дефекта. Для больших МПП такой контроль проводят частично (иначе нерентабельно).

При контроле переходного сопротивления пользуются измерением черырехзондовым методом.

Через два зонда и объект пропускаеься ток, а два других зонда служат для снятия падения напряжения (1) вследствие протекания тока через образец. При использовании высокоомного прибора для измерения напряжения измеренный параметр зависит от толщины ПП, толщины слоя и дефектов в металлизации отверстий.

1. потенциальные зонды

2. токовые зонды

3. слой металла

4. диэлектрик

Контактное сопротивление измеряется между двумя КП, которые соединены между собой проводниками двух различных внутренних слоев таким образом, что в соединение включается металлизация и третьего отверстия. При приложении напряжения через металлизацию трех отверстий и проводники двух проводящих слоев протекает ток, а значит и через четыре места соединения металлизации отверстий с КП внутренних слоев. Критерием оценки качества соединений является падение напряжения при длительной электрической нагрузке, многократной перепайке проволоки в отверстие и циклических изменениях температуры.

Проверка нагрузочной способности по току осуществляется на основе многочасовой нагрузки металлизации отверстий током 1-3А, при этом контролируют увеличение температуры в ПП.

Контроль термических свойств, обеспечивающих качественную пайку.

Для МПП проводят контроль на устойчивость к тепловому удару.

Для этого их на 10-20 секунд платы полностью погружают в масло, нагретое до температуры 250 градусов.

Устойчивость к пайке проверяется погружением паяемой стороны в ванну с припоем или маслом на максимально допустимое время пайки.

8