česky english Vítejte, dnes je středa 28. září 2022

Skryté vady desek plošných spojů: část 3

DPS 4/2011 | Výroba - články
Autor: Ing. Dana Hanusová

V třetí části věnované skrytým vadám bych ráda navázala na předchozí článek, který se zabýval kvalitou prokovených otvorů. V rámci své práce se zabývám aplikační podporou výrobních procesů zaměřených na zpracování desek plošných spojů jak technologií povrchové montáže, tak smíšené. Současně provádím analýzu případných vad, defektů, které se během procesů vyskytnou.

Jak již kolega Šebesta předeslal v závěru svého článku, podíváme se dnes pomocí rentgenové analýzy na kvalitu vrtaných otvorů. Jednotlivé obrázky pochází z četných rozborů a analýz, které jsem prováděla pro zákazníky.

V další části článku se pak budeme zabývat důsledky těchto skrytých vad ve výrobách, které se projevují nejčastěji na deskách plošných spojů při procesu pájení.

Než se podíváme na rentgenové snímky, tak si hrubé vrtání v pokovených otvorech ukážeme z pohledu vizuální kontroly.

Skryté vady desek plošných spojů 1

Obr. 1 Šipky označují uvnitř pokovených otvorů jasné rýhy po hrubém vrtání

Při běžné vstupní kontrole desek plošných spojů (obr. 1) pod mikroskopem nebo i pouhým okem je možné odhalit potenciální skryté vady na deskách, které by mohly mít vliv na spolehlivost a kvalitu pájených spojů. V případě podezření na skryté vady musí být vizuální kontrola podpořena dalšími testy. Výbrusy desek plošných spojů nebo rentgenovou analýzou.

Skryté vady desek plošných spojů 2

Obr. 2 Detail hrubého vrtání neprokoveného otvoru

Indikací skryté vady na deskách může být i nekvalitní vrtání nepokovených montážních otvorů (viz obr. 2 a obr. 3).

Skryté vady desek plošných spojů 3

Obr. 3 Neprokovený montážní otvor

Při použití rentgenové analýzy jako nedestruktivní metody pro zjištění možných vad jsme získali nový pohled na kvalitu vrtání prokovených otvorů.

Skryté vady desek plošných spojů 4

Obr. 4 Rentgenový snímek prokovených otvorů

Na rentgenových snímcích (obr. 4, 5 a 6) jsou pomocí šipek zdůrazněny stopy po hrubém vrtání otvorů, při kterém dochází k vytrhávání vláken základního materiálu.

Skryté vady desek plošných spojů 5

Obr. 5 Detail. Rentgenový snímek prokoveného otvoru

Hrubost vrtání je způsobena většinou použitím tupých nebo značně opotřebovaných vrtáků.

Skryté vady desek plošných spojů 6

Obr. 6 Reliéfní zobrazení rentgenového snímku

Pro bezproblémové pájení prokovených otvorů nesmí hrubost vrtání překročit 40–50 μm do strany základního materiálu a současně musí být dodržena minimální tloušťka pokovení Cu v rozmezí 20–25 μm.

Skryté vady desek plošných spojů 7

Obr. 7 Rentgenový snímek prokoveného otvoru bez viditelných stop po hrubém vrtání

Pro srovnání na dalších rentgenových snímcích můžeme vidět prokovené otvory, u kterých byly dodrženy požadavky na kvalitu vrtání otvorů (obr. 7 a obr. 8).

Skryté vady desek plošných spojů 8

Obr. 8 Reliéfní zobrazení rentgenového snímku prokovených otvorů bez viditelných stop po hrubém vrtání

Důsledkem této skryté vady, kdy hrubost vrtání dosáhne k 100–120 μm do stran základního materiálu, a při dodržení minimální tloušťky pokovení Cu dochází během procesu pájení na vlně k plynování otvorů (obr. 9).

Skryté vady desek plošných spojů 9

Obr. 9 Řez zapájených vývodů v prokovených otvorech

Uvnitř spoje dochází k tvorbě jak drobných bublin, tak bublin, které vyplňují celý prostor prokovených otvorů. Pájené spoje jsou tak nekvalitní a nespolehlivé.

Skryté vady desek plošných spojů 10

Obr. 10 Trhlina v pájeném spoji

Nedodržení minimální tloušťky pokovení Cu, v prokovených otvorech má za následek tvorbu děr, dutin a propadlin v pájeném spoji (obr. 10 a obr. 11).

Skryté vady desek plošných spojů 11

Obr. 11 Díra v pájeném spoji

V závěrečné části tohoto miniseriálu skrytých vad desek plošných spojů a jejich důsledků na proces pájení bychom se zaměřili na vady typu Blistering a Measling.

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik