ПЕЧАТНАЯ PCB - Анализ расслаивания образования пузырей на печатных платах и других распространенных проблем

Надежность электронных изделий заключается в том, что компоненты печатных плат и печатная плата как носитель различных компонентов и узел передачи сигналов схемы стали наиболее важными и критичными компонентами электронных изделий, качество и уровень надежности печатных плат будут определять качество и надежность всего оборудования.

1. Образование пузырей на печатных платах

Стандарт IPC-A-610 дал четкое определение слоистому образованию пузырей.

Вздутие печатной платы: форма расслоения, которая проявляется в виде локального расширения и отрыва между любыми слоями ламинированной подложки или между подложкой и проводящей пленкой или защитным слоем.

Расслоение печатной платы: разделение между слоями подложки, между подложкой и проводящей фольгой или между другими слоями внутри печатной платы.

В частности, как показано на следующем рисунке, отслоение печатной платы на поверхности платы характеризуется появлением "побеления", в то время как образование пузырей характеризуется появлением ‘вздутия’.

Схема вспучивания слоев печатной платы

1.1 Характеристики диаграмм ключевых факторов, связанных с расслаиванием печатных плат и образованием пузырей

Приведенный ниже анализ основан на случаях отказа на заводе, а также на опыте работы на заводах по производству печатных плат и аналитических данных, полученных от коллег по отрасли.

Схема многослойной вспучивающейся рыбьей кости на печатной плате

1.2 Процедура анализа неисправностей при расслаивании и вздутии печатных плат

Особое внимание: если не доказано, что печатная плата влажная, не рекомендуется подвергать ее ненужному запеканию.Выпечка сама по себе является "палкой о двух концах", с одной стороны, она действительно может играть определенную роль в осушении воздуха, но она приводит к множеству негативных последствий, поскольку неправильная температура и время выпекания увеличивают риск образования пузырей или расслаивания, а заодно и на покрытии печатной платы слой - это тоже тест. Запекание ускоряет окисление гальванического слоя, что влияет на его свариваемость, особенно при обработке поверхности OSP, с которой необходимо обращаться осторожно.

Анализ сбоев в процессе расслаивания образования пузырей на печатных платах

2. Дефекты внутреннего короткого замыкания на печатной плате

Внутреннее короткое замыкание, т.е. при электрическом тестировании печатной платы во внутреннем слое обнаружено короткое замыкание.Дефекты возникают во внутреннем слое карты в результате процесса многослойного сжатия, как показано на рисунке ниже, для внутреннего короткого замыкания на фотографии среза.На первый взгляд, эта часть процесса создания системы внутреннего слоя очень проста, но после проведения реальных исследований выяснилось, что причины внутреннего короткого замыкания многочисленны и разнообразны, и даже выходят за рамки процесса создания системы внутреннего слоя, масштабы которого находятся далеко за пределами нашего воображения.

Чтобы выяснить причину внутреннего короткого замыкания, мы должны сначала освоить метод анализа внутреннего короткого замыкания, другими словами, мы должны определить местоположение короткого замыкания во внутреннем слое.Поскольку конечный продукт прошел процедуру ламинирования, нанесения стойкого к припою покрытия и т.д., нам трудно сразу определить место внутреннего короткого замыкания, и затем мы должны провести его анализ с помощью определенных средств. Конкретный процесс анализа заключается в следующем:

2.1 Электрическая проверка для определения точки

Для изделий, в которых в ходе электрической проверки было обнаружено короткое замыкание, локатор определяет местоположение короткого замыкания с помощью программного обеспечения локатора и координат дефекта, а затем указывает на маркировку на внешней сети.

2.2 Сетевой анализ

После наведения на изделие выполняется сетевой анализ, чтобы определить место короткого замыкания во внутреннем слое. Мы можем установить связь с местоположением дефекта с помощью программного обеспечения для обработки инженерных данных (например, UCAM, GENESIS и т.д.), чтобы определить, где находится внутреннее короткое замыкание в слое и его местоположение.

2.3 Плоские шлифовальные круги

Возьмите образцы ломтиков в месте расположения дефекта и разотрите их до уровня внутренней шероховатости, анализируемой с помощью приведенной выше сетки. Лучше не размалывать весь полипропилен на слое, где находится внутренняя шероховатость, чтобы не нарушить состояние дефекта и не повлиять на оценку дефекта.

3.Неисправность печатной платы при разрыве печатной платы

При наблюдении за расположением платы с разрывом печатной платы для нарезки было обнаружено, что сердцевина платы из медной фольги и смолы между собой разделяется. Такое разделение поверхностей раздела обусловлено двумя причинами: во-первых, слишком большим тепловым расширением подложки при пайке; во-вторых, сами по себе две поверхности раздела имеют слабую связь, и причины возникновения двух слабых связей более сложны.

3.1 Коэффициент теплового расширения подложки

Были протестированы коэффициент теплового расширения (Z-CTE) и процент расширения (PTE) подложки печатной платы, и результаты показали, что α1-CTE подложки печатной платы составляет 54,7 частей на миллион/°C, α2-CTE составляет 288,2 частей на миллион/°C, а PTE составляет 3,95%. Согласно стандарту IPC-4101C, для подложки FR-4 с Tg менее 150℃α1-CTE должен составлять не более 60 частей на миллион/℃, α2-CTE должен составлять не более 300 частей на миллион/℃, а PTE - не более 4,0%. Это указывает на то, что расширение печатной платы при пайке находится в допустимых пределах. Тестовая кривая TMA показана ниже:

Тестовые кривые TMA для подложек

3.2 Наблюдение в сканирующий электронный микроскоп

Отклеив положение разрывной пластины, подложку и медную фольгу для осмотра, обнаружили, что на одной стороне медной фольги нет явных остатков смолы, а между ними нет загрязнений, что указывает на то, что смола плохо смачивала медную фольгу во время прессования.Для наблюдения за двумя сторонами зачищенной фольги был использован сканирующий микроскоп, и было обнаружено, что существуют проблемы с обработкой поверхности медной фольги. Сравнивая медную фольгу на плате с сердечником из неисправной партии и обычной партии, было обнаружено, что между ними существует существенная разница.Медная фольга из основной пластины обычной партии имеет более высокую плотность медных наростов на основной поверхности и более шероховатую поверхность, в то время как медная фольга из основной пластины бракованной партии имеет меньшую плотность медной фольги на основной поверхности и более гладкую поверхность, что снижает сцепление приложите усилие между медной фольгой и смолой.

Выше представлен анализ iPCB по расслаиванию печатных плат, образованию пузырей, внутреннему укорочению, разрыву плат и другим распространенным проблемам.Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные с печатными платами, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться в iPCB.