Повышение надежности печатных плат. Часть 2

25.10.2021

Первую часть статьи вы можете прочитать по ссылке.

Отверждение паяльной маски

Еще один критический параметр, подлежащий исследованию — это отверждение паяльной маски. Будучи отвержденной должным образом, паяльная маска характеризуется сплошной гладкой текстурой. Будучи недостаточно отвержденной, поверхность будет шероховатой, с углублениями и выемками. Из-за этого на поверхности паяльной маски может оставаться флюс, химикаты, применяемые для отмывки и другие вещества, остающиеся по завершении техпроцесса. 

Метод испытания печатных плат по IPC-TM-650 2.4.27.1B (ГОСТ Р 54849-2011  (IPC-SM-840E:2010) «Маска паяльная защитная для печатных плат. Общие технические условия»), связанный с отверждением паяльной маски, приведен в ГОСТ Р 54849-2011 п.5.9.1. На отвержденной маске не должны оставаться царапины, риски или штрихи после воздействия карандаша с литерой "F". Если паяльная маска легко царапается, то возникает необходимость дополнительной "полимеризации" с помощью ультрафиолетового или теплового облучения с последующим повторением испытания и, если этих действий будет недостаточно, то поставщик паяльной маски уведомляется о необходимости соответствующей корректировки профилей отверждения. Недостаточная толщина паяльной маски может подвергнуть основные металлы воздействию менее оптимальных сред, причем одного этого фактора может быть достаточно для возникновения таких проблем, как коррозия. 

Высота проводника на наружных слоях после металлизации, толщина металлизации стенок отверстия (стаканах)

В процессе гальванического осаждения меди на наружных слоях платы и в стаканах отверстий применяются электролиты без полного удаления которых появляется риск возникновения коррозии или проблем, обусловленных электрохимической миграцией. Она может происходить и с компонентами при попадании химических веществ в неоднородности корпуса или при наличии небольшой полости между компаундом корпуса элемента и ножкой его вывода. Даже если остаточные вещества не проникают в корпус компонента они могут присутствовать на краю корпуса между выводами и способствовать электрохимической миграции.

Даже при использовании полностью безотмывного процесса сборки, невозможно полагаться на то, что процесс промывки в конце сборки гарантирует удаление всех остаточных веществ. Для определения эффективности процесса отмывки компонентов требуется применение анализа с помощью ионной хроматографии. Ионная хроматография позволяет обнаруживать на внешних поверхностях любые повышенные уровни ионов. Аналитический метод бомбы Парра для внутренних поверхностей представляет собой экстракцию под давлением, в целях сбора возможных остатков гальванического покрытия, который впитался в формованный материал компонента, вплоть до выводной рамки. Экстракцию под давлением осуществляется без какого-либо физического повреждения компонента. Как и несмонтированные платы, электронные компоненты также характеризуются своим собственным риском снижения надежности еще до процесса пайки.

Чистота

Большой процент отказов, связанных с недостатком надежности, который мы наблюдаем, обусловлен чистотой. Все, что может контактировать с РЭА, прямо или косвенно, является возможным источником загрязнения. Необходимо учитывать необходимость проверки всего, что находится вокруг радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), например, корпусов изделий, корпусов разъемов и различных материалов.

Заключение

Мы едва коснулись темы испытаний на надежность, поскольку многие из них зависят от конкретного продукта. Для некоторых изделий требуется много испытаний на вибрацию и воздействие экстремальных температур, но то, о чем я рассказал, является основополагающим для любого изделия.

Частые ссылки на стандарт испытаний IPC (ГОСТ) и документацию не случайны: они составлены экспертами отрасли и, если им следовать, то, скорее всего, получится надежный продукт. Также часто приходится говорить, что IPC понятия не имеет, чем вы конкретно занимаетесь, поэтому крайне важно, чтобы вы досконально знали своё изделие. Конкретизация ваших требований к продукции может выходить за рамки того, что рекомендует IPC или любая другая промышленная ассоциация, но это лучшее, что вы можете сделать для надежности вашей продукции.


Автор: Эрик Камден, лидер по испытаниям в Foresite Inc.

Источник: SMT007 Magazine, Reliability Starts at the Bottom.