Проверка адгезииспрессованных слоев и прочности межслойных соединений – обязательная часть комплекса испытаний, проводимых в рамках непрерывного контроля качества изготовления печатных плат. Операционные тестовые мероприятия проводят после выполнения ответственных технологических этапов, способных вызвать разделение составляющих многослойной структуры на отдельные компоненты. Приемо-сдаточные контрольные исследования выполняют перед передачей потребителю.
Испытания, предназначенные для изучения прочности адгезии компонентов многослойной структуры, необходимы для своевременного выявления нарушений производственных технологий.
Специфика тестов на прочность сцепления слоев печатных плат
Проверка прочности соединений необходима для выявления отслоений, к причинам которых относят использование просроченных исходных материалов, несоответствие размеров элементов техническим требованиям, некачественную подготовку поверхностей перед соединением. Расслоение вызывает повышение температуры во время эксплуатации с последующей усадкой диэлектрика, увеличивает период реагирования, замедляет или прерывает передачу сигнала, ускоряет износ ПП.
Из-за некачественной адгезии происходит вздутие, которое позволяет влаге, пыли, воздуху проникать в образовавшиеся полости. Последствиями перечисленных причин становятся короткие замыкания. Выявленные в ходе проверки дефекты наружных слоев ПП легко устраняются, платы с расслоением внутренних компонентов технически не подлежат ремонту.
Ключевые виды испытаний адгезии составляющих печатных плат:
- Устойчивость проводников к отслаиванию. Тестирование проводят в нормальных микроклиматических условиях для проверки прочности сцепления после обработки гибких печатных плат. Измеряют усилие, требующееся для отделения проводников от фольги и медного основания. Частично отделенную от платы кромку проводника фиксируют зажимом испытательной установки так, чтобы она была перпендикулярна слою основания. Отслаивание проводят со скоростью 50 мм/мин.
- Прочность адгезии контактных площадок отверстий. Испытывают прочность сцепления контактных участков технологических отверстий с материалом основания после проведения повторной пайки. Усилие прикладывают перпендикулярно к поверхности ПП, характеристику регистрируют в момент отрыва.
- Стойкость к отслаиванию при изгибе. Прочность адгезии оценивают по результатам испытаний, согласно которым определяют усталость на изгиб. Закрепленную в специализированном приспособлении гибкую печатную плату испытывают на способность выдерживать многократные изгибающие нагрузки без разрушения и отделения слоев. Скорость исследований не превышает 10 циклов в минуту. На возможность появления расслоений образцы тщательно изучают в районе сопряжения защитного слоя и проводника, а также по линии соединения проводника и материала основания.
- Надежность адгезии металлического покрытия. Сцепление гальванических покрытий с проводниками выполняют с использованием клейкой ленты. После приклеивания и выдержки 10 секунд скотч резко отрывают и осматривают поверхность. Второй вариант исследований проводится при полировке поверхности.
Контроль нарушений адгезивных соединений проводят также после циклического воздействия температурными колебаниями, которое заключается в попеременном замораживании образцов ПП или микрошлифов при -65º C и нагреве при +125º C.
Наряду с электрической стойкостью наличие расслоений выявляют после испытаний термоударами. Для исследований микрошлифы или изделия погружают в ванну с песком, в емкость с припоем, кремнийорганической или подобной жидкостью, а также имитируют повторную пайку стандартным паяльником. Характерный для припоя температурный диапазон не должен способствовать отслоению, повреждению многослойной структуры и отделению компонентов.
Технические средства для изучения прочности адгезии слоев печатных плат
Для получения численных значений, определяющих адгезивную прочность соединений компонентов печатных плат, потребуются:
В выборе основных испытательных установок, вспомогательных технических средств и оснастки для производственных лабораторий ценную помощь окажут полезные рекомендации экспертов-менеджеров из компании «ГОСТ».