Испытания ПП на тепловой удар

Проводят следующие испытания ПП на тепловой удар:

• определение последствий воздействий теплового удара на ПП при погружении в жидкость;

• воздействие теплового удара на ПП при погружении ее в флюидизированную песочную баню;

• тепловой удар при плавании образца в ванне с припоем;

• тепловой удар при пайке паяльником;

• тепловой удар при пайке погружением;

• термоудар при плавании образца ПП в ванне с припоем при температуре Т= 280 °С;

• испытание на расслоение ПП при термоударе.

Определение последствий воздействий теплового удара на ПП при погру­жении в жидкость. Испытания проводятся следующим образом: в ванну с кремнийорганической или эквивалентной ей жидкостью при температуре Т= (260+5) °С, измеренной на глубине 25 мм, погружают образец и удерживают в горизонтальном положении на той же глубине в течение време­ни, установленного в ЧТУ. Затем образец извлекают из ванны, охлаждают до температуры Т= (25+10) °С, погружают в трихлорэтан или трихлорэти-лен, просушивают струей чистого воздуха, промывают в изопропиловом спирте, просушивают струей чистого воздуха и проводят визуальный ос­мотр при 3-кратном увеличении.

Тепловой удар при погружении в флюидизированную песочную баню. Ис­пытания проводятся для того, чтобы подвергнуть ПП (образец) воздействию теплового удара одновременно с обеих сторон, когда применение кремнийорганической жидкости нежелательно.

При проведении испытаний используют флюидизированную (псевдоожиженную) баню, температура которой поддерживается в пределах (260±5) °С. Образец погружают в вертикальном положении в среду бани (песок) на время, указанное в ЧТУ, затем охлаждают до температуры Т= (25+10) °С и проводят визуальный осмотр при 3-кратном увеличении (рис. 1.7).

Термоудар при плавании образца в ванне с припоем. В данном испытании теплота воздействует, в основном, только на одну сторону образца, подоб­но тому, как это происходит при пайке волной припоя и погружением в расплавленный припой или жидкость

Рис. 1.7. Флюидизированная (псевдоожиженная) баня: 1 — блоки электропроводки и соеди­нителей; 2 — внешний корпус; 3 — пористая пластина; 4 — нагреватели; 5 — изоляция; 6 — внутренний корпус; 7— фланец; 8— среда бани; 9 — входной клапан и отверстия для возду­ха; 10— регулятор энергии; 11 — блок надежности

Образец должен плавать в ванне с припоем при температуре Т=(260±5)°С (время указывают в ЧТУ), затем его охлаждают до температу­ры Т=15...35 °С, погружают в трихлорэтилен или трихлорэтан, сушат стру­ей воздуха, промывают в изопропиловом спирте и сушат струей воздуха.

Тепловой удар при пайке паяльником. Испытания проводятся с целью имитации воздействия теплового удара при перепайке ЭРИ или ПМК, устанавливаемых на ПП. Испытание осуществляют паяльником, температура жала которого составляет (270+10) °С, путем повторения циклов впаивания проволоки — выпаивания проволоки — охлаждения контактной площадки образца и т. д. Число циклов указывают в ЧТУ. При испытаниях использу­ют припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76.

Тепловой удар при пайке погружением. При испытании имитируется процесс пайки и перепайки ЭРИ и ПМК, устанавливаемых на ПП, путем многократного погружения в расплавленный припой. Проволоку устанав­ливают в металлизированное отверстие, зажимают, и образец погружают в ванну с припоем ПОС-61 ГОСТ 21931—76 при температуре (260±5) °С в течение (4+0,5) с, затем контактную площадку охлаждают до температуры (25110) °С, вновь погружают и охлаждают — всего 3 раза, что составляет один цикл испытаний. Число циклов указывают в ЧТУ.

Термоудар при плавании образца в ванне с припоем при температуре 80 С. Методика проведения испытаний такая же, как при испытании «Термоудар при плавании образца в ванне с припоем». Отличие состоит в необходимо­сти проведения предварительного кондиционирования при температуре Т- 125 °С и поддержании температуры припоя в ванне равной Т= 280 С, которая должна быть выше температуры, используемой в процессе пайки.

Испытание на расслоение ПП при термоударе. Испытания проводятся на серийной ПП, тест-купоне или на оговоренном участке составного тесткупона для проверки правильности выбора ТП и материала основания ПП, путем проверки способности ПП выдержать термоудар без видимого расслоения ПП.

Образец подвергается предварительному кондиционированию при Т=125 °С с целью высушить образец до такой степени, чтобы влага, находящаяся в материале, не влияла на результаты испытаний.

Предварительное кондиционирование осуществляется в камере тепла с циркуляцией воздуха при температуре (125+5) ºС в течение времени, установленного в ЧТУ, после чего образец охлаждается в нормальных атмосферных условиях до температуры менее Т- 35 °С в течение 8 ч.

После восстановления температуры образца на него воздействуют термоударом путем погружения образца в ванну с расплавленным припоем, температура которого составляет (260±5) °С. В нем образец должен плавать таким образом, чтобы с припоем контактировала только одна сторона образца. Время указывается в ЧТУ.

После извлечения из припоя образец охлаждается до температуры (25± 10)°С, затем на несколько секунд погружают в трихлорэтан или трихлорэтилен, просушивают струей чистого воздуха и подвергают визуально­му осмотру при 3-кратном увеличении.

Для проверки внутреннего расслоения изготавливают микрошлиф, который подвергают визуальному осмотру при 250-кратном увеличении.

Контроль

В производстве ПП применяют следующие основные методы контроля:

• электрический;

• оптический;

• рентгеновский;

• рефлектометрический.

Контроль ПП производится по целой совокупности параметров: меха­нических, электрических и пр.

При электрическом контроле ПП проверяется:

• на целостность проводников;

• на наличие КЗ между проводниками;

• на качество изоляции.

Для электрического тестирования применяют различные анализаторы производственных дефектов, в которых контактирование осуществляется следующими способами:

• через односторонний или двусторонний тестовый адаптер «поле под­пружиненных контактов» (рис. 2.1);

• при помощи гибкой пробниковой системы с подвижными пробника­ми (метод «летающий пробник»);

• с использованием вакуумных, кассетных, пневматических адаптеров;

• большим количеством разъемов.

Рис. 2.1. Тестирование ПП: 1 — компьютер; 2 — «ложе» из гвоздей; 3 — ПП; 4 — измери­тельное устройство

Тестовые программы могут быть подготовлены:

• путем простого самообучения по заведомо годной ПП;

• заимствованы из CAD/CAE, TSSI, LASAR и др.;

• с использованием таблицы межсоединений;

• с использованием графического интерфейса;

• вручную.

Запитывание тестируемых ПП производится при помощи фиксирован­ных и программируемых блоков питания.

Внешнее управление контрольно-измерительными приборами обеспечи­вают:

• стандартные промышленные интерфейсы;

• через последовательный интерфейс RS232;

• через интерфейс IEEE;

• через интерфейс GPIB (интерфейсная шина общего назначения);

• VX (расширенный интерфейс для измерительной техники). Индикация неисправностей осуществляется при помощи:

• графического экранного отображения дефектов;

• цифровых указателей;

• звуковых указателей;

• векторных указателей.

Цифровой указатель высвечивает значения токов, напряжений, сопротивлений; звуковой — меняет тональность сигнала по мере приближения к месту дефекта; векторный — указывает направление движения тестового пробника.

Программное обеспечение тестовых систем работает в операционной сис­теме OS/2 и имеет две дискретные среды:

• среду подготовки программ;

• тестовую среду оператора.

Автоматическое тестовое оборудование обеспечивает:

• автоматический выбор тестовых адаптеров;

• загрузку соответствующих им тестовых программ;

• статистическую оценку качества;

• графическое экранное отображение дефектов.

Представляет интерес локализатор коротких замыканий Model 850/950 (Polar, Великобритания), предназначенный для обнаружения:

• КЗ;

• утечек тока на ПП в том числе и МПП;

• разрывов проводников;

• дефектов шин;

• КЗ между слоями МПП, когда шины земли и питания выполнены на отдельных слоях.

Обычное тестовое оборудование указывает цепи с короткозамкнутыми слоями или проводниками и не определяет точно место отказа без применения паяльника и скальпеля. Этот локализатор указывает место дефекта с точ­ностью до 1...2 мм, используя цифровой, звуковой и векторный указатели.

Принцип работы при локализации КЗ между двумя проводниками:

• подается напряжение питания;

• перемещается оператором щуп-пробник по проводникам;

• отслеживается изменение величины тока на цифровом указателе: повышение звукового тона (близко дефект) — на звуковом указателе (трельлокализация дефекта); векторный — указывает направление движения щупа-пробника.

Возможен поиск грубых КЗ (до 200 МОм), включая плоскостные (до 40 МОм) на обесточенной ПП и обнаружение частичных утечек (200...300) Ом.

Оборудование для электрического контроля ПП (адаптерные и безадаптерные системы) производят фирмы ATG Test System GmbH (Германия); Fastek и CheckSum (США) и др.

При оптическом контроле системы оптического контроля ПП работают под управлением компьютера и снабжены:

• рабочей платформой с перемещением по X/Y;

• вращающейся на 360° смотровой призмой;

• 35-миллиметровое фото- или видеооборудованием;

• цветным монитором с высоким разрешением;

• сменными объективами для изменения масштаба изображения (кратного 4, 8, 12);

• принтером;

• волоконно-оптической подсветкой контролируемой области ПП;

• специализированным ПО для оптического контроля.

Системы оптического контроля применяются для обнаружения следующих дефектов:

• проколы, выступы, царапины, вырывы на проводниках;

• неточность размещения контактных площадок и проводников;

• изменения ширины проводников;

• неточность размеров контактных площадок;

• непараллельность и неровность краев проводников;

• подтравливание и нависание проводников;

• дефекты металлизации переходных отверстий и др.

Система оптического контроля может работать как в ручном (без компьютера), так и в автоматическом режиме путем сопряжения с совместимыми или управляющими компьютерами.

Системы автоматического оптического тестирования (АОТ) очень дорогие (порядка 350 000 долл.). Их производят, например, фирма Orbotech Ltd, Lloyd Doyle и др.

При рентгеновском контроле используют системы инспекции МПП с открытыми рентгеновскими трубками (Япония) и с закрытыми (Герма­ния). Закрытые трубки более надежны, но существуют проблемы с разре­шающей способностью и временем работы. Открытые трубки имеют луч­шее разрешение, неограниченное время жизни, но требуют специальных условий для работы.

Рентгеновские системы применяют:

• для поиска свищей слоев;

• при базировании слоев при составлении пакета МПП для определе­ния места сверления базового отверстия следующего (расположенно­го ниже) слоя;

• для контроля качества просверленных отверстий;

• для контроля качества металлизации в слоях.

Большинство тестовых систем предназначено как для контроля всех ос­новных неисправностей ПП, так и электронных модулей.

Финишные процессы2] стр. 387-390

Ремонт ПП[2] стр. 390-395(Пирогова Ремонт ПП)

[5] стр. 306-309

Ремонт ПП

Ремонт ОПП, ДПП и МПП проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 27200—87 [59] по существующему на предприятии технологическому процессу, согласовав его с представителями заказчика и зафиксировав све­дения о произведенном ремонте в сопроводительной документации. После ремонта ПП должны соответствовать ГОСТ 23752—79. Если ремонт ПП проводится при сборке функциональных узлов и эксплуатации ЭА, то до­пустимость и объем ремонтных работ ПП в составе ЭА устанавливается главным конструктором ЭА в соответствии с ГОСТ на ремонт ПП и нор­мативно-технической документацией на ЭА.

На ПП могут быть отремонтированы:

• монтажные металлизированные отверстия;

• переходные отверстия;

• контактные площадки;

• печатные проводники;

• основания ПП;

• маркировочные знаки,

а также устранены короткие замыкания и восстановлены отсутствующие электрические связи.

Ремонт монтажных металлизированных отверстий. При ремонте мон­тажных металлизированных отверстий ОПП, ДПП и МПП отверстия рас-

Ремонт ПП
391

сверливают сверлом, диаметр которого на 0,1...0,2 мм больше номинально­го диаметра металлизированного отверстия и устанавливают в отверстия арматуру перехода. Установленную арматуру перехода развальцовывают и паяют в соответствии с рис. 5.57.

Электрические связи с внутренними слоями в МПП восстанавливают
перемычками из изолированного монтажного провода, площадь попереч­
ного сечения которых должна быть не менее площади поперечного сече-
ния ремонтируемого проводника.

Ремонт переходных отверстий. Ремонт переходных отверстий ПП про­водят приведенным выше способом или при помощи перемычки из мед­ной проволоки или полоски медной фольги толщиной 35...50 мкм» покры­тых припоем ПОС-61 и припаянных с двух сторон к контактным площад­кам, в соответствии с рис. 5.58.

Число отремонтированных металлизированных отверстий на ПП не должно превышать 1 % общего числа металлизированных отверстий (не более 15).

Ремонт контактных площадок. Ремонт контактных площадок проводят одним из следующих способов:

• при частичном краевом отслоении от основания ПП — путем под- клеивания их эпоксидным компаундом;

• при восстановлении отсутствующей и ремонте разрушенной контакт­ной площадки — путем подклеивания на место дефектной контактной площадки новой из фольги толщиной 35...50 мкм, покрытой припоем ПОС-61, и припайкой отрезка проводника внахлестку на действую­щий печатный проводник при длине не менее 3 мм в соответствии с рис. 5.59. Место пайки при этом защищают эпоксидным компаундом;

• при ремонте контактных площадок, имеющих отверстия, дополни­тельно устанавливают арматуру перехода как это было указано выше.