Testowanie niezawodności i analiza awarii płytek drukowanych z otworami nieprzelotowymi
2026-02-02 16:28【P】Płytki drukowane z otworami nieprzelotowymi są najczęściej stosowane w zaawansowanych produktach elektronicznych, wymagających ekstremalnie wysokiej niezawodności. Na jakie podstawowe wskaźniki niezawodności powinien Pan/Pani zwracać uwagę jako inżynier PCB? Jakie są powszechnie stosowane metody testowania?
Podstawowe wskaźniki niezawodności obejmują niezawodność przewodzenia, niezawodność odporności na temperaturę, odporność na wilgoć i ciepło oraz niezawodność odporności na wibracje, które bezpośrednio wpływają na żywotność i stabilność produktu w rzeczywistym użytkowaniu. Powszechnie stosowane metody testowania należy dobierać na podstawie charakterystyki wskaźników, aby zapewnić, że wyniki testów będą odpowiednie dla rzeczywistych scenariuszy zastosowań.
Niezawodność jest podstawowym wskaźnikiem, który głównie ocenia wydajność i stabilność miedziowanej warstwy ślepego otworu zakopanego, a główne elementy testu obejmują test rezystancji DC, test ciągłości i test grubości miedzi. Test rezystancji DC wykorzystuje mikrotester rezystancji do pomiaru rezystancji ślepych otworów zakopanych, wartość standardowa wynosi na ogół ≤ 0,05Ω, jeśli rezystancja jest zbyt duża, oznacza to, że warstwa miedzi jest zbyt cienka lub występują problemy, takie jak wirtualne spawanie i resztki kleju; Test ciągłości przyjmuje tester ciągłości w celu wykrycia pobudzenia wszystkich ślepych otworów zakopanych, aby upewnić się, że nie ma obwodu otwartego lub zwarcia. Test grubości miedzi wykorzystuje mikroskop metalograficzny lub grubościomierz rentgenowski do pomiaru grubości miedzianej ścianki otworu, a wartość standardowa wynosi na ogół nie mniej niż 20μm. Podczas projektowania należy zoptymalizować parametry procesu miedziowania, aby zapewnić jednolitą grubość miedziowanej powłoki; Po zakończeniu produkcji wymagane jest przeprowadzenie 100% testów ciągłości w celu wykrycia wadliwych produktów.
Niezawodność odporności temperaturowej ocenia stabilność płytek drukowanych z otworami nieprzelotowymi w środowiskach o wysokiej i niskiej temperaturze. Główne elementy testu obejmują testy cykliczne w wysokiej i niskiej temperaturze oraz testy starzenia w wysokiej temperaturze. Test cykliczny w wysokiej i niskiej temperaturze przeprowadzany jest w komorze testowej o wysokiej i niskiej temperaturze. Warunki testu to zazwyczaj -40°C~125°C, 500 cykli, każdy cykl jest utrzymywany przez 30 minut. Po wykryciu zmiany rezystancji przewodzenia otworu nieprzelotowego, jeśli szybkość zmiany rezystancji ≤ 10%, oznacza to, że niezawodność odporności temperaturowej została zakwalifikowana. Test starzenia w wysokiej temperaturze przeprowadzany jest w komorze testowej o wysokiej temperaturze, która jest utrzymywana w stałej temperaturze 150°C przez 1000 godzin. Po teście sprawdza się, czy otwór nieprzelotowy nie ma problemów, takich jak odpadanie warstwy miedzi i pękanie ścianek otworu. Niezawodność termiczna otworów ślepych, zakopanych zależy głównie od siły wiązania między warstwą miedzi a blachą oraz od odporności cieplnej blachy. W projekcie należy wybrać blachę o dobrej odporności cieplnej (np. blachę FR-4 o temperaturze szkła Tg ≥ 150°C), aby zoptymalizować proces obróbki ścianek otworu i zwiększyć siłę wiązania między warstwą miedzi a ścianką otworu. Należy unikać gęstych otworów ślepych, zakopanych w obszarach o wysokiej temperaturze, aby zmniejszyć wpływ wysokiej temperatury na niezawodność połączeń.
Niezawodność odporności na wilgoć i ciepło ocenia odporność na korozję i stabilność przewodzenia produktu w wilgotnym i wysokotemperaturowym środowisku, a głównym przedmiotem testu jest test cyklu wilgotnego ciepła. Test przyjmuje komorę testową wilgotnego ciepła, warunki testowe to zazwyczaj 85°C/85%RH, stała temperatura i wilgotność umieszczone przez 1000 godzin lub test cyklu wilgotnego ciepła (40°C/90%RH~85°C/85%RH, 200 cykli). Po teście, aby wykryć przewodność i wygląd ślepego otworu zakopanego, jeśli występuje korozja miedzi, przerwa w obwodzie i inne problemy, oznacza to, że niezawodność odporności na wilgoć i ciepło nie jest zgodna ze standardem. W wilgotnym środowisku wilgoć łatwo przenika do wnętrza ślepego otworu zakopanego, powodując utlenianie i korozję warstwy miedzi. Wybierz materiały arkuszowe i maski lutownicze o dobrej odporności na wilgoć, aby zwiększyć odporność produktu na wilgoć; zaprojektuj otwory drenażowe wokół ślepych otworów zakopanych, aby zmniejszyć zatrzymywanie wody.
Niezawodność odporności na wibracje ocenia zdolność produktów do przeciwstawiania się uszkodzeniom otworów ślepych spowodowanych uderzeniami wibracji podczas transportu i użytkowania. Głównymi testami są test wibracji i test udarowy. Test wibracji przeprowadzany jest na maszynie do badań wibracji, warunki testu wynoszą zazwyczaj 10-2000 Hz, przyspieszenie wynosi 20 G, a czas wibracji wynosi 1 godzinę (20 minut w każdym z trzech kierunków XYZ). Test udarowy przeprowadzany jest na maszynie do badań udarności, warunki testu wynoszą zazwyczaj 50 G, czas uderzenia wynosi 11 ms, a uderzenie jest trzykrotne (1 raz w każdym z trzech kierunków XYZ). Po teście, w ślepym otworze zakopanym wykrywane są przerwy w obwodach, zwarcia lub nagłe zmiany rezystancji, aby zapewnić stabilne przewodzenie w środowisku wibracji i wstrząsów. Podczas projektowania połączenie między ślepym otworem zakopanym a płytą urządzenia powinno być zoptymalizowane, aby uniknąć bezpośredniego umieszczenia ślepego otworu zakopanego w obszarze wrażliwym na wibracje (takim jak pod bolcem urządzenia). Zwiększ wytrzymałość mechaniczną otworu, wykonując wokół niego dodatkowe wzmocnienie, np. poprzez wykonanie uziemienia.
P: Jeśli płytka drukowana z otworem ślepym ulegnie awarii podczas testu niezawodności, w jaki sposób należy przeprowadzić analizę awarii, aby ustalić przyczynę?
【Odpowiedź】Analiza awarii płytek drukowanych z otworami nieprzelotowymi powinna przebiegać zgodnie z procesem "obserwacja wyglądu → testowanie wydajności → analiza mikroskopowa → lokalizacja przyczyny źródłowej ", w połączeniu z profesjonalnym sprzętem i doświadczeniem procesowym, aby dokładnie zlokalizować przyczynę awarii. Najpierw należy zaobserwować wygląd, użyć lupy lub mikroskopu, aby zaobserwować wygląd uszkodzonego produktu, sprawdzić, czy otwór nieprzelotowy ma problemy, takie jak pęknięcie ścianki otworu, złuszczanie się powłoki miedzianej, uszkodzenie maski lutowniczej itp., i wstępnie ocenić rodzaj awarii (takiej jak awaria mechaniczna, awaria korozyjna). Następnie, test wydajności mierzy przewodność otworu nieprzelotowego za pomocą testera przewodnictwa i testera mikrorezystancji i określa lokalizację awarii (takiej jak otwór nieprzelotowy określonego rzędu, otwór nieprzelotowy); użyć kamery termowizyjnej na podczerwień, aby wykryć nagrzewanie się obszaru awarii i sprawdzić, czy występuje lokalne zwarcie lub słaby styk. Po trzecie, analiza mikroskopowa, mikroskop metalograficzny jest używany do obserwacji przekroju poprzecznego uszkodzonego ślepego otworu zakopanego i sprawdzenia grubości miedziowania, chropowatości ścianek otworu, resztek kleju na dnie otworu, wiązania międzywarstwowego itp. Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) i analizator widma energetycznego (EDS) zostały użyte do analizy składu pierwiastkowego obszaru uszkodzenia i sprawdzenia korozji, utleniania lub zanieczyszczenia zanieczyszczeniami. Na koniec zlokalizowano przyczynę źródłową, w połączeniu z parametrami projektu, procesem produkcyjnym i wynikami testów, aby zlokalizować przyczynę źródłową awarii. Jeśli jest to problem projektowy (taki jak zbyt mały odstęp między otworami i niewystarczająca grubość miedziowania), należy zoptymalizować schemat projektu; Jeśli jest to problem z procesem produkcyjnym (taki jak odchylenie głębokości wiercenia, nieracjonalne parametry procesu miedziowania), należy dostosować proces produkcji; Jeśli jest to problem materiałowy (taki jak słaba odporność temperaturowa arkusza i niewystarczająca odporność maski lutowniczej na wilgoć), odpowiedni materiał należy wymienić. Po przeprowadzeniu analizy błędów należy sformułować ukierunkowane środki zaradcze i zweryfikować efekt ulepszenia za pomocą testów wtórnych, aby mieć pewność, że problem został całkowicie rozwiązany.
Uzyskaj najnowszą cenę? Odpowiemy najszybciej jak to możliwe (w ciągu 12 godzin)