Испытания на надежность и анализ отказов печатных плат с глухими отверстиями.
2026-02-02 16:28【В】Платы с глухими выводами для выводов в основном используются в высокотехнологичных электронных изделиях с чрезвычайно высокими требованиями к надежности. На какие основные показатели надежности вам, как инженеру по печатным платам, следует обращать внимание? Какие методы тестирования обычно используются?
К основным показателям надежности относятся теплопроводность, термостойкость, влаго- и термостойкость, а также вибростойкость, которые напрямую определяют срок службы и стабильность изделия в реальных условиях эксплуатации. Для обеспечения соответствия результатов испытаний реальным условиям эксплуатации следует выбирать общепринятые методы испытаний, исходя из характеристик этих показателей.
Надежность в открытом состоянии — это основной показатель, который в основном оценивает работоспособность и стабильность медного покрытия глухих заглубленных отверстий. Основные элементы тестирования включают проверку сопротивления постоянному току, проверку целостности цепи и проверку толщины медного покрытия. Проверка сопротивления постоянному току проводится с помощью микрорезистора для измерения сопротивления в открытом состоянии глухих заглубленных отверстий. Стандартное значение обычно составляет ≤ 0,05 Ом. Если сопротивление слишком велико, это означает, что медное покрытие слишком тонкое или имеются проблемы, такие как виртуальная сварка и остатки клея. Проверка целостности цепи проводится с помощью тестера целостности цепи для проверки наличия напряжения во всех глухих заглубленных отверстиях, чтобы убедиться в отсутствии обрывов или коротких замыканий. Для измерения толщины медного покрытия используется металлографический микроскоп или рентгеновский толщиномер. Стандартное значение обычно составляет не менее 20 мкм. При проектировании необходимо оптимизировать параметры процесса меднения, чтобы обеспечить равномерную толщину медного покрытия. После завершения производства необходимо провести 100% проверку целостности цепи для выявления дефектных изделий.
Надежность термостойкости оценивается по стабильности печатных плат с глухими выводами в условиях высоких и низких температур. Основные элементы испытаний включают циклические испытания при высоких и низких температурах, а также испытания на старение при высоких температурах. Для циклических испытаний при высоких и низких температурах используется высокотемпературная камера, условия испытаний обычно составляют от -40°C до 125°C, 500 циклов, каждый цикл длится 30 минут. После испытания определяется изменение сопротивления проводимости глухого вывода; если скорость изменения сопротивления ≤ 10%, это означает, что надежность термостойкости соответствует требованиям. Для испытаний на старение при высоких температурах используется высокотемпературная камера, которая находится при постоянной температуре 150°C в течение 1000 часов. После испытания проверяется наличие проблем с глухими выводами, таких как отслоение медного покрытия и растрескивание стенок выводов. Надежность термостойкости глухих заглубленных отверстий в основном зависит от силы сцепления между слоем медного покрытия и листовым металлом, а также от термостойкости листа. При проектировании следует выбирать лист с хорошей термостойкостью (например, лист FR-4 с температурой стеклования Тг≥150 °C), чтобы оптимизировать процесс обработки стенок отверстий и повысить силу сцепления между слоем медного покрытия и стенками отверстий. Следует избегать большого количества глухих заглубленных отверстий в зонах с высокой температурой, чтобы уменьшить влияние высоких температур на надежность межсоединений.
Надежность влаго- и термостойкости оценивается по коррозионной стойкости и стабильности теплопроводности изделия во влажной и высокотемпературной среде, а основным критерием испытаний является испытание на циклы влажности и нагрева. Испытание проводится в камере для испытаний на влажность и нагрев, условия обычно составляют 85°C/85% относительной влажности, при постоянной температуре и влажности в течение 1000 часов, или испытание на циклы влажности и нагрева (40°C/90% относительной влажности ~ 85°C/85% относительной влажности, 200 циклов). После испытания проверяется проводимость и внешний вид глухих отверстий. Если обнаруживаются коррозия медного покрытия, обрыв цепи и другие проблемы, это означает, что надежность влаго- и термостойкости не соответствует стандарту. Во влажной среде влага легко проникает внутрь глухих отверстий, вызывая окисление и коррозию медного покрытия. Для повышения влагостойкости изделия выбираются листовые материалы и паяльные маски с хорошей влагостойкостью; вокруг глухих отверстий проектируются дренажные отверстия для уменьшения удержания воды.
Вибростойкость оценивает способность изделий противостоять разрушению глухих отверстий, вызванному вибрационным воздействием во время транспортировки и эксплуатации. Основными испытаниями являются вибрационные и ударные испытания. Вибрационные испытания проводятся на виброиспытательной машине, условия испытаний обычно составляют 10-2000 Гц, ускорение 20G, а время вибрации — 1 час (20 минут в каждом из трех направлений XYZ); ударные испытания проводятся на ударной машине, условия испытаний обычно составляют 50G, время удара — 11 мс, а количество ударов — 3 (по одному разу в каждом из трех направлений XYZ). После испытаний проводится проверка глухих отверстий на наличие обрывов цепи, коротких замыканий или внезапных изменений сопротивления для обеспечения стабильной проводимости в условиях вибрации и ударов. При проектировании необходимо оптимизировать соединение между глухим отверстием и контактной площадкой устройства, чтобы избежать прямого расположения глухого отверстия в чувствительной к вибрации зоне (например, под штырьком устройства). Усильте конструктивное усиление вокруг глухого заглубленного отверстия, например, расположив заземляющие каналы вокруг отверстия, чтобы повысить механическую прочность.
В: Если печатная плата с глухими отверстиями не проходит проверку на надежность, как следует провести анализ причин отказа, чтобы определить первопричину?
【Ответ】Анализ отказов печатных плат с глухими отверстиями должен проводиться в соответствии с процессом наблюдения за внешним видом → тестирование производительности → микроскопический анализ → определение первопричины, с использованием профессионального оборудования и технологического опыта для точного определения причины отказа. Во-первых, необходимо осмотреть внешний вид, используя увеличительное стекло или микроскоп, проверить наличие проблем с глухими отверстиями, таких как растрескивание стенок отверстия, отслоение медного покрытия, повреждение паяльной маски и т. д., и предварительно оценить тип отказа (например, механический отказ, коррозионный отказ). Во-вторых, необходимо провести тестирование производительности, измерив проводимость глухих отверстий с помощью тестера проводимости и микрорезистивного тестера, и определить место отказа (например, глухое отверстие определенного порядка, скрытое отверстие); с помощью инфракрасного тепловизора обнаружить нагрев в области отказа и проверить наличие локального короткого замыкания или плохого контакта. В-третьих, для микроскопического анализа используется металлографический микроскоп для наблюдения поперечного сечения поврежденного глухого отверстия и проверки толщины медного покрытия, шероховатости стенок отверстия, остатков клея на дне отверстия, межслойного сцепления и т. д. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и энергодисперсионный спектральный анализатор (ЭДС) используются для анализа элементного состава поврежденной области и проверки на наличие коррозии, окисления или примесей. Наконец, определяется первопричина, с учетом параметров конструкции, производственного процесса и результатов испытаний, чтобы выявить причину отказа. Если это проблема конструкции (например, слишком малое расстояние между отверстиями и недостаточная толщина медного покрытия), необходимо оптимизировать схему конструкции; если это проблема производственного процесса (например, отклонение глубины сверления, неоптимальные параметры процесса меднения), необходимо скорректировать производственный процесс; если это проблема материала (например, низкая термостойкость листа и недостаточная влагостойкость паяльной маски), необходимо заменить материал на подходящий. После анализа причин отказа следует сформулировать целенаправленные меры по улучшению и проверить эффективность улучшений посредством вторичного тестирования, чтобы убедиться в полном решении проблемы.
Получить последнюю цену? Мы ответим как можно скорее (в течение 12 часов)