Комплексные методы испытаний надежности печатных плат для обеспечения качества

Печатная плата (ПП) играет фундаментальную роль в современной жизни. Это основа и магистраль электронных компонентов. Качество ПП критически важно безусловно.

Для проверки качества ПП необходимо провести несколько испытаний на надежность. Ниже — их описание.

МПК (Институт печатных цепей) разработал стандарт методов испытаний со списком детальных критериев тестов качества ПП. Согласно стандарту, необходимо провести 9 основных тестов.

1. Тест на ионное загрязнение

Цель: определить количество ионов на поверхности платы для оценки чистоты.

Метод: очистка поверхности пробы изопропиловым спиртом 75% концентрации. Ионы растворяются в спирте, меняя его проводимость. Фиксируют изменение проводимости для определения ионной концентрации.

Критерий: ≤ 6,45 мкг NaCl/кв.дюйм.

2. Тест химической стойкости паяльной маски

Цель: проверить химическую стойкость паяльной маски.

Метод:

• Капают q.s. (quantum satis) дихлорметана на поверхность пробы.
• Через время вытирают дихлорметан белой хлопковой тканью.
• Проверяют, окрасилась ли ткань и растворилась ли паяльная маска.

Критерий: нет окраски и растворения.

3. Тест твердости паяльной маски

Цель: проверить твердость паяльной маски.

Метод:

• Плату кладут на ровную поверхность.
• Используют стандартный карандаш твердости для царапания до исчезновения следов.
• Фиксируют минимальную твердость карандаша.

Критерий: минимальная твердость выше 6H.

4. Тест на прочность отсоединения проводника (прямого отрыва)

Цель: определить силу, способную отсоединить медный проводник от платы.

Оборудование: испытатель на срывание.

Метод:

• Отсоединяют медный проводник от одной стороны подложки минимум на 10 мм.
• Устанавливают пробу на испытателе.
• Отсоединяют остаток проводника вертикальной силой.
• Фиксируют силу.

Критерий: сила должна превышать 1,1 Н/мм.

5. Тест паяемости

Цель: проверить паяемость контактных площадок и металлизированных отверстий.

Оборудование: паяльная машина, печь, таймер.

Метод:

• Выдерживают плату в печи 1 час при 105 °C.
• Наносят флюс.
• Горизонтально опускают плату в паяльную машину при 235 °C, извлекают через 3 сек, проверяют площадь контактных площадок, покрытую припоем.
• Вертикально опускают плату в паяльную машину при 235 °C, извлекают через 3 сек, проверяют, покрыты ли металлизированные отверстия припоем.

Критерий: площадь покрытия > 95%. Все металлизированные отверстия должны быть пропаяны.

6. Тест на пробойное напряжение

Цель: проверить напряжение, которое выдерживает плата.

Оборудование: испытатель на пробойное напряжение.

Метод:

• Очищают и сушат пробу.
• Подключают плату к испытателю.
• Повышают напряжение до 500 В постоянного тока со скоростью ≤ 100 В/с.
• Выдерживают 500 В постоянного тока 30 с.

Критерий: пробоя цепи не должно быть.

7. Тест Tg (температура стеклования)

Цель: определить температуру стеклования платы.

Оборудование: ДСК (дифференциальное сканирующее калориметрическое) устройство, печь, сушильник, электронные весы.

Метод:

• Подготавливают пробу весом 15–25 мг.
• Выдерживают 2 часа при 105 °C в печи, затем в сушильнике охлаждают до комнатной температуры.
• Устанавливают пробу в ДСК, задают скорость нагрева 20 °C/мин.
• Сканируют 2 раза, фиксируют Tg.

Критерий: Tg должен быть выше 150 °C.

8. Тест КТР (коэффициент теплового расширения)

Цель: оценить КТР платы.

Оборудование: ТМА (термомеханический анализатор), печь, сушильник.

Метод:

• Подготавливают пробу размера 6,35×6,35 мм.
• Выдерживают 2 часа при 105 °C в печи, охлаждают в сушильнике до комнатной температуры.
• Устанавливают пробу в ТМА, задают скорость нагрева 10 °C/мин и конечную температуру 250 °C.
• Фиксируют КТР.

9. Тест на теплостойкость

Цель: оценить теплостойкость платы.

Оборудование: ТМА (термомеханический анализатор), печь, сушильник.

Метод:

• Подготавливают пробу 6,35×6,35 мм.
• Выдерживают 2 часа при 105 °C в печи, охлаждают в сушильнике до комнатной температуры.
• Устанавливают пробу в ТМА, задают скорость нагрева 10 °C/мин.
• Нагревают пробу до 260 °C.
• Удерживают температуру и фиксируют время до появления мезлинга (measling) или слоистости (delamination).

Это всё для данной статьи. Хотите узнать больше о ПП — просто свяжитесь с нами!