Дефекты межсоединений — разрушение связи из-за обломков и медных соединений

Одна проблема, которая может возникнуть у вас в отношении ваших печатных плат, касается дефектов межсоединений или ICD. Что такое дефекты межсоединений и что с ними делать? Вот основная информация, которую вам нужно знать об этой неприятной проблеме.

Что такое дефекты межсоединений (ICD)?

Дефект межсоединения — это проблема на печатной плате, которая может привести к отказу схемы. На вашей печатной плате есть внутренние соединения, обычно называемые переходными отверстиями, в которых производитель просверливает схему внутреннего слоя. Когда производитель обрабатывает печатную плату, они помещают медь в просверленное отверстие, чтобы соединить схемы внутреннего слоя друг с другом и с поверхностью печатной платы. Это позволяет размещать разъемы или компоненты на поверхности платы, а также позволяет схеме соединяться между слоями.

Проблемы могут возникнуть, когда производитель не может должным образом изготовить дизайн печатной платы, создавая дефект вблизи покрытия и внутреннего слоя меди. Результатом этих дефектов межсоединений могут быть разомкнутые цепи или, возможно, прерывистые дефекты при более высоких температурах. Таким образом, дефект межсоединения может привести к отказу цепи.

Одна из проблем дефектов межсоединений на печатных платах заключается в том, что вы не сможете обнаружить аномалию при сборке печатной платы. Плата может нормально работать во время тестирования, но затем обнаруживать проблемы во время сборки или использования, тогда как на самом деле это может привести к серьезному повреждению вашей системы.

Дефекты межсоединений становятся все более серьезной проблемой для производителей и поставщиков печатных плат, поскольку их бывает трудно обнаружить, пока не станет слишком поздно. В последние годы эта проблема возникает все чаще и чаще.

Существует два основных типа дефектов межсоединений:ICDS из-за обломков и ICDS из-за отказа медной связи. Каждый приносит с собой свои собственные проблемы и подходы к устранению проблемы.

ИКД на основе мусора

ICD на основе обломков возникают, когда мусор из процесса бурения скважины попадает в соединительное отверстие. Можно предположить, что в рамках производственного процесса производитель очищает весь мусор после сверления отверстия в печатной плате, но это не всегда происходит. Иногда упускают из виду остатки обломков сверла, смазывание сверла, неорганические наполнители или стекловолокно. Затем они внедряются в медную поверхность внутреннего слоя, что может привести к дефекту межсоединения.

Почему возникают ИКД на основе обломков, учитывая, что все производители печатных плат должны знать о проблемах, связанных с оставлением мусора при сверлении отверстия в печатной плате? Это может быть связано с тем, что все больше производителей используют материалы с низким DK/низким DF, в которых используются типы неорганических наполнителей. Хотя эти материалы могут быть в некоторых отношениях более экономичными, они могут создавать больше мусора при сверлении и часто более химически устойчивы, чем стандартные эпоксидные материалы FR-4. Чем больше мусора, который сопротивляется усилиям по очистке, тем больше вероятность того, что мусор останется позади, что приведет к дефекту.

Устройства защиты от сбоев медных соединений

В ICD с отказом медной связи высокое напряжение в процессе сборки или во время использования печатной платы в сочетании со слабой медной связью приводит к физическому разрыву медного соединения. Естественно, чем слабее медная связь, тем меньше усилий требуется для ее разрыва. Вы можете найти ИКД с неисправностью медной связи на микроотверстиях HDI, а также на стандартных печатных платах.

Почему увеличивается количество дефектов межсоединений из-за выхода из строя медной связи? В современную эпоху все больше производителей используют более высокие температуры бессвинцовой пайки и более толстые печатные платы. Большие размеры отверстий, более толстые печатные платы и пайка волной припоя — все это идентифицируемые факторы, которые могут привести к выходу из строя медной связи в ICD.

Отказ медной связи РПН происходит при разрыве медного соединения. Это вызвано высоким напряжением во время сборки или использования, слабой медной связью или их комбинацией. Этот режим отказа связан с конструкцией. Увеличенный размер отверстий, толщина печатной платы и пайка волной припоя — все это повышает риск медного соединения ИКД. За последние 10 лет наблюдается более высокая частота этого типа ИКД, что связано с увеличением толщины платы и более высокими температурами бессвинцовой пайки.

Испытания на надежность показали, что повреждение медной связи ICD является серьезной проблемой. ICD на основе мусора не показали значимости в исследованиях с точки зрения надежности, но они все еще могут быть дорогостоящей проблемой, и на нее должны обращать внимание все пользователи печатных плат.

Что вызывает разделение слоев?

У ИКД есть две распространенные причины:разрыв медной связи и избыточный мусор. В то время как некоторые эксперты классифицируют ИКД в зависимости от их причины, для целей этой статьи мы будем использовать типы, основанные на расположении дефекта. Чтобы узнать больше об этих категориях, перейдите к следующему разделу. Сейчас мы сосредоточимся на двух основных причинах ИКД:

• ИКД на основе мусора: В процессе сверления в соединительное отверстие может попасть мусор. В этих отверстиях также могут скапливаться мазки от сверления и частицы стекла и неорганических наполнителей. Очистка от этих веществ является стандартной частью производственного процесса, но иногда этот шаг выполняется неправильно или игнорируется. Мусор чаще всего вызывает ИКД в материалах с низкими потерями, содержащих неорганические наполнители.
• Устройства защиты от повреждения медной связи: В других случаях ИКД возникает не из-за засорения. Вместо этого внутренний медный слой не соединяется или ломается. Это может произойти, когда связь подвергается сильному стрессу или у нее недостаточно прочная связь. Более толстые печатные платы и более крупные отверстия увеличивают риск повреждения медной связи в ICD. В последние годы производители чаще сталкиваются с этим типом ICD из-за изменений в технологии, таких как толщина платы. Надеемся, что по мере совершенствования конструкции печатных плат мы будем реже сталкиваться с такими отказами.

Такие факторы, как высокое содержание смолы, меньшее количество меди и использование материалов с более низкой термостойкостью, повышают риск ИКД. Недоотвержденные плиты также чрезвычайно уязвимы для разделения слоев.

Типы разделения

При классификации по расположению на печатной плате ИКД можно отнести к одной из трех категорий:

• Тип I: Возникает на границе внутреннего слоя меди и меди, полученной химическим способом.
• Тип II: Находится на границе раздела химической и электролитической меди.
• Тип III: Находится в слое меди, полученной химическим путем.

ИКД типа I и типа III обычно возникают из-за плохого контроля во время процесса меди без электролиза (разрыв медной связи), в то время как ИКД типа II возникает из-за загрязнения (на основе мусора). Чтобы определить местонахождение ICD, производители используют методы микросрезов и травление поверхности, чтобы получить легко видимый поперечный разрез платы. Для обнаружения ИКД типа III требуется точное тестирование, поэтому важно уделять пристальное внимание тестированию ИКД.

Советы по устранению дефектов межсоединений в печатных платах

Как и в случае с большинством проблем с печатными платами, предотвращение проблем с ICD сводится к надежной конструкции печатной платы. Надежная конструкция и согласованные, продуманные производственные процессы могут иметь большое значение для создания бездефектных печатных плат. Нагрев бурового долота и использование неорганических наполнителей являются факторами, ведущими к ИКД на основе обломков, которых можно избежать. Использование правильных материалов и более агрессивный процесс удаления пятен могут помочь значительно сократить количество дефектов межсоединений из-за мусора.

Когда дело доходит до потенциального разрыва медной связи в ICD, очистка поверхности меди внутреннего слоя, чтобы обеспечить формирование прочной связи, имеет решающее значение. Убедитесь, что у вас есть правильная толщина и структура зерна для осаждения меди химическим способом, чтобы у вас была необходимая прочность, также является хорошим способом избежать разрушения медной связи в ICD.

В дополнение к вышеизложенному, контроль размера отверстий и толщины платы может помочь уменьшить количество дефектов межсоединений. Одним из эффективных решений может быть отказ от припаянных сквозных разъемов.

Закажите качественные и надежные печатные платы в MCL сегодня

Чтобы гарантировать постоянное получение качественных печатных плат, заказывайте печатные платы в Millennium Circuits Ltd. MCL имеет одну из самых строгих программ обеспечения качества, когда речь идет о печатных платах и ​​связанных с ними продуктах, поэтому вы можете с уверенностью заказывать свои печатные платы оптом. Чтобы узнать больше о том, как MCL стала лидером в производстве высококачественных печатных плат в больших объемах, или получить бесплатное предложение, свяжитесь с MCL сегодня.