Skryté vady desek plošných spojů – část 1

V první části tohoto článku o skrytých vadách na deskách plošných spojů Vám ukáži ne až tak skryté, ale přesto velice nebezpečné vady na vnějších měděných vrstvách. Tyto vady nemusí být na první pohled až tak patrné, ale při pohledu přes mikroskop se Vám ukáží v celé své „kráse“.

V dnešní době již není problém objednat desky kdekoli na světě a hlavně díky ceně převážně pak z dálného východu. Není divu, když za evropskou cenu dvouvrstvé desky lze dovést třeba i šestivrstvou desku. Tato cena ovšem v sobě nese značné riziko převážně v kvalitě těchto desek, podstatně vyššího podílu neshod vůči dobrému českému dodavateli a po té také v (ne)možnosti případné reklamace. Největší nebezpečí těchto desek je právě ve skrytých vadách, které nelze běžně odhalit a přijde se na ně až po osazení nebo dokonce až po nějakém čase provozu. Nemalé riziko také působí fakt, že dodavatelé z dálného východu mezi sebou při výrobě desek často vzájemně kooperují a tak nemáte ani jistotu zachování stejné kvality příští dodávky. Také dodaná dokumentace, protokoly a metalografické výbrusy dodané spolu s deskami často udávají zcela odlišné údaje, než jaké jsou pak později zjištěny u nás při vstupních kontrolách těchto desek. Spoléhat se proto na jakékoli konstatování takového dodavatele, je velmi riskantní a může později znamenat ohromné jak finanční tak i morální škody. Po více jak deseti letech zkušeností s dodávkami velkosériových desek z dálného východu zákazníkům do České republiky mohu konstatovat, že při dodržení důkladných vícestupňových a velice precizních vstupních kontrol každého kusu těchto desek lze snížit riziko pozdější nefunkčnosti osazené desky na již přijatelné riziko. Procento neshod vytříděných desek těmito kontrolami je ale ohromné a několikanásobně převyšuje procento neshod jakékoli dodávky z tuzemské výroby.

V následující části jsou ukázky některých konkrétních vad, které jsme postupem času u nás ve firmě odhalili, a to výhradně na deskách vyrobených na dálném východě. Podle dodavatele měly tyto desky splňovat veškeré evropské normy a standardy včetně optického a elektrického testu a garance tloušťky pokovení v otvorech, což také „prokazovala“ spolu dodaná dokumentace, včetně metalografických výbrusů.

Vady způsobené chybnou opravou zkratů

Při opravách nitkovitých zkratů odpálením za pomoci průchodu vysokého proudu dochází k poškození vodičů a nepájivé masky (obr. 1), samotných otvorů (obr. 2 a 3) nebo dokonce i samotných plošek (obr. 4). Na obr. 1 si také povšimněte celkové (ne) kvality nepájivé masky. Obr. 3 ukazuje horší variantu opravy, neboť ke shoření došlo na hraně nebo dokonce uvnitř otvoru. Na obr. 2 a 4 je pak vrchol a to kombinace ručního škrábání zkratu a následné jeho odpálení. Kupodivu všechny tyto desky prošly přes dodatečný standardní elektrický test (ne již přes High Voltage test) i u nás, ale metalografický výbrus ukázal skutečnou paseku v otvoru.

Obr. 1 Poškození vodičů a nepájivé masky

Obr. 2 Poškození vodičů a otvoru

Obr. 3 Poškození otvoru

Obr. 4 Poškození pájecí plošky

Vady na vodičích

Další oblastí je geometrie a porušení vnějších vodičů. Obr. 5 ukazuje asi nejčastější chybu na vodičích, kterou neumí elektrický tester standardně odhalit, ale optický by samozřejmě měl. Obr. 6 a 7 zobrazují detaily vodičů pod mikroskopem původně o šířce 180 respektive 200 μm. Toto bylo pravděpodobně způsobeno již nekvalitou základního materiálu nebo neuvěřitelně agresivní úpravou povrchu mědi. Na obr. 8 vidíte přerušení dvou vodičů, porušení třetího a opravu těch dvou „přeplátováním“ měděným tenkým proužkem a po té aplikaci nepájivé masky. Další obr. 9 ukazuje mimo jiné také skutečné místo, kde byly plošky kontaktovány při elektrickém testování (vysvícené body v ploškách) a přesto, že u nás toto přes standardní elektrický test neprošlo, na dálném východě kupodivu ano.

Obr. 5 Vada na vodiči (vykousnutí)

Obr. 6 Různé vady na vodičích

Obr. 7 Vady na vodičích

Obr. 8 Vady na vodičích a oprava přeplátováním

Obr. 9 Vady na vodičích, které prošly testováním

V příštím pokračování se již podíváme na skutečné skryté vady, které nejsou viditelné pouhým pohledem, ale pouze za pomocí mikroskopu a metalografického výbrusu. Tyto problémy se budou převážně týkat prokovených otvorů.

Tímto článkem jsem rozhodně nechtěl nikoho odradit od honby za nižší cenou desek. Ve svém příspěvku jsem chtěl poukázat na možné problémy a naznačit, na co si dávat při kontrole desek pozor a na co se zaměřit případně ukázat, že cesta k nižší ceně může vést i přes partnera, který má v této oblasti značné zkušenosti, zázemí a prostředky.