Контроль печатных плат перед сборкой и пайкой

Перед сборкой и пайкой печатные платы обязательно должны подвергаться контролю качества, так как печатные платы с дефектами могут вызвать большие издержки на последующих этапах производственного процесса и в результате снизить надежность готового изделия.

Значительное количество дефектов, поступающих на сборку печатных плат (например, трещины и царапины на проводящих элементах, плохое сцепление проводящего слоя с диэлектриком, дефекты металлизации в отверстиях, плохое соединение металлизации отверстий с контактными площадками, короткое замыкание печатных проводников на внешних слоях, дефекты лужения, остатки консервирующего флюса, отклонение или большое смещение монтажных отверстий и др.), во многих случаях можно определить визуально, оценивая соответствие печатной платы требованиям технической документации или сравнивая контролируемую печатную плату с эталонной.

Визуальный контроль печатных плат может производиться с использованием складной лупы, микроскопа а других оптических приборов, которые ускоряют и облегчают контроль.

Для визуального контроля используются сканирующие микроскопы и проекторы. Увеличение проекторов х 5 и х 10, площадь обозрения 760 X 380 мм. Проекторы могут быть снабжены бинокулярным микроскопом с увеличением X 22. Используются проекторы для проведения измерений с точностью + 0,01 мм.

Для контроля изделий серийного и массового производства разработаны оптические устройства, использующие принцип визуального сравнения проверяемого изделия о эталонным. Такие устройства позволяют проверять правильность сверловки отверстий печатных плат, снизить утомляемость оператора, повысить надежность контроля и увеличить производительность труда.

Контроль металлизации отверстий печатных плат является обязательной операцией перед сборкой и пайкой печатных плат. Контролируется внешний вид (качество поверхности) металлизированных отверстий на отсутствие пор, частиц, выступающих из стенок отверстия, трещин, отслаивания покрытия и т. п.

Наиболее точную картину дефектов металлизации отверстий печатных плат дает разрушающий метод микрошлифов. Для получения микрошлифа печатную плату или тест-купон погружают в смолу холодного отвердения. Затем плату шлифуют и полируют по плоскости среза, проходящей через один или несколько центров отверстий. Параметры, характеризующие металлизацию отверстий, определяются визуально или при 10—500-кратном увеличении микрошлифов, подтравленных для увеличения контрастности.

Внешний вид металлизированных отверстий можно контролировать визуально и неразрушающими методами. Результаты контроля в этом случае не такие достоверные, как в случае оценки микрошлифов, однако достигаются с меньшими затратами времени. Для контроля качества поверхности металлизированных отверстий может быть использован метод жидкостной линзы. Метод заключается в том, что отверстия платы заполняют прозрачной жидкостью с образованием менисков смачивания у одного или обоих краев отверстий. Благодаря явлению преломления света на вогнутом мениске (жидкостной линзе) внутренняя цилиндрическая поверхность каждого отверстия преобразуется в обозреваемую в плане коническую поверхность (Обмен опытом в радиопромышленности, 1984, вып. 8 с. 43—44). В качестве прозрачной жидкости используется глицерин марки «Ч» (ГОСТ 6259—75) или вода. После контроля глицерин отмывается в обычной воде. Метод жидкостной линзы позволяет производить контроль плат толщиной 0,8—2,0 мм с диаметрами металлизированных отверстий 0,4—1,4 мм при любом соотношении толщины платы к диаметру отверстия.

Контроль толщины проводящего слоя на стенках металлизированных отверстий с наибольшей достоверностью определяется при оценке микрошлифов. Однако в производственных условиях применяют и другие методы.

Например, достаточно точные результаты при измерении толщины проводящего слоя на стенках металлизированных отверстий дает метод микросопротивлений (четырехзондовый метод). Метод состоит в том, что через два зонда и объект пропускают ток, а два других зонда служат для снятия падения напряжения вследствие протекания тока через образец. Метод отличается высокой производительностью, что позволяет проводить большое количество измерений. Для уменьшения влияния размера контактной площадки печатной платы на показания при измерении микросопротивлений контактирующее устройство имеет токовые зонды (контакты) с секторным вырезом в 30°, в которых расположено по одному потенциальному зонду. Конусные контакты самоцентрируются при установке в отверстия платы. Приборы для измерения микросопротивлений представляют результаты измерений в цифровой форме (до 1000 мкОм). Толщина металлизации вычисляется по измеренным значениям электрического сопротивления, внутреннего диаметра металлизации и толщины платы.

Перед сборкой печатных плат важным является контроль термических свойств и свойств, обеспечивающих качественную пайку.

Устойчивость к тепловому удару проверяется главным образом у многослойных печатных плат. Для этого платы на 10—20 с погружают в масло, нагретое до температуры около 250 °С.

Хорошей паяемостью обладают контактные площадки и металлизированные отверстия, которые равномерно смачиваются припоем при воздействии его на плату. Контроль паяемости печатных плат может производиться паяльником. Объективную оценку паяемости металлизированных отверстий печатных плат производят по времени заполнения припоем всего объема отверстия. Контроль паяемости производится следующим образом: капля расплавленного припоя массой 50; 75; 125 или 200 мг в зависимости от размера проверяемого отверстия подается нагретым держателем к отверстию с нижней стороны платы. Отсчет времени начинается с момента касания припоя с нижней контактной площадкой и заканчивается в момент касания припоя с иглой, расположенной в центре отверстия на уровне верхней контактной площадки,.

Проверка устойчивости к перепайкам печатных плат вызвана необходимостью ремонта печатных узлов. При контроле перепайку производят электропаяльником мощностью от 20 до 40 Вт с флюсом ФКСп и припоем ПОС-61 или ПОСу 61-05. После четырех циклов перепаек на печатной плате не должно быть вздутий, отслоений проводящего рисунка, расслоения материала основания.

Контроль электрических соединений и изоляции для односторонних и двусторонних печатных плат и для внешних проводящих слоев многослойных печатных плат производится, в основном, визуально. Для многослойных печатных плат обычно производится полный контроль всех проводников и изоляционных зазоров. Для этого применяют автоматизированные контрольные установки, которые управляются от перфоленты или перфокарт, или сравнивают контролируемую плату с бездефектной тестовой печатной платой. Контролируемая плата подключается таким образом, что каждая контактная площадка соединяется с контрольной установкой отдельно. Через печатный проводник, соединяющий пару контактных площадок, циклически через определенное время пропускают испытательный ток 0,1—1 А. После этого каждая контактная площадка печатной платы по отношению к другим площадкам, с которыми она не должна быть соединена, кратковременно подвергается воздействию испытательного напряжения 100 В. Информация о дефектах электрических соединений и изоляции, обнаруженных при контроле, выводится на печать в виде координат контактов и типа дефектов. Для очень больших многослойных печатных плат контроль электрических параметров производят частично, так как полное подключение платы к контрольной установке затруднительно из-за необходимости большого контактного усилия, труднодостижимой точности расположения испытательных щупов и определяемой этим высокой стоимости контактного устройства (адаптера).

Дата добавления: 2015-07-25