Способ испытания контактного соединения металлизированного отверстия с контактной площадкой многослойной печатной платы

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОНТАКТНОГО СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО ОТВЕРСТИЯ С КОНТАКТНОЙ ПЛОЩАДКОЙ , МНОГОСЛОЙНОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ, основанный на нагревании многослойной печатной платы с одновременной проверкой целостности контактного соединения, о т л и ч а ю щ и и с я тем что, с целью повышения достоверности результатов испытания, перед нагреванием вокруг контактного соединения удаляют часть поверхностного слоя многослойной печатной платы до появления контактного соединения, смачивают место контактного соединения жидкостью с температурой кипения выше допустимой максимальной температуры нагревания многослойной печатной платы, а проверку целостности контактного соединения осуществляют визуально по состоянию, жидкоети . (Л 5 4 р ND :о tc

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (Ill

345)) 8 05 К 3 00

"«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -

Рие. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3401807/18-21 (22) 18.01.82 (46) 30 ° 06.83. Бюл. Р 24 (72) С.Д.Толстых (53) 621.396.67.7(088.8) (56) 1. С.Д.Толстых. Контроль качества контактных соединений мно,гослойных печатных плат. "Средства связи", 1980, Р 1, с, 38-40.

2. Платы печатные многослойные.

Методы определительных испытаний на безотказность. ОСТ4. 077.001-79, пп. 2,2) 2.3;. 3.10; 3.15; 3.18 ° (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ КОНТАКТНОГО СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЗИРОВАННОГО

ОТВЕРСТИЯ С КОНТАКТНОЙ ПЛОЩАДКОЙ

МНОГОСЛОЙНОЙ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ, основанный на нагревании многослойной печатной платы с одновременной проверкой целостности контактного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытания, перед нагреванием вокруг контактного соединения удаляют часть поверхностного слоя многослойной печатной платы до появления контактного соединения, смачивают место контактного соединения жидкостью с температурой кипения выше допустимой максимальной температуры нагревания многослойной печатной платы, а проверку целостности контактного соединения осуществляют .визуально по состоянию.жидкос- @

Ф ти, 1026326

Изобретение относится к технологии производства радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для испытания стойкости контактных сое динений металлизированных отверстий многослойных печатных плат к механическим напряжениям, возникающим при нагреве плат.

Возникновение механических напря жений в контактных соединениях (соединениях между металлическими втулками металлизированных отверстий и контактными площадками внутренних слоев) при нагреве многослойной печатной платы обусловлено деформацией контактных площадок, возникающей иэ-за различия температурных коэффициентов линейного расширения материала изоляционного основания платы и меди, из которой изготовлены контактные площадки и втулки. Указанные напряжения возрастают с увели чением температуры платы и являются одной из основных причин разрушения контактных соединений. Это приводит к необходимости испытывать стойкость контактных соединений к механическим напряжениям, возникающим при нагреве платы.

Известен способ испытания контакт ных соединений многослойной печатной платы, при котором из основания платы извлекают соединенные между собой контактную площадку и металлическую втулку, подвергают их де» формации, которую бы они-испытывали, находясь в нагретом основании платы, и в момент разрушения контактного оединения между втулкой и контактной площадкой измеряют значение этой деформации или вызывающей ее силы 51)

Контактное соединение считается выдержавшим испытание, если измерение значения деформации контактной площадки или вызывающей ее силы .превышают критические значения, кото рые задаются в зависимости от предполагаемой максимальной температуры нагревания платы.

Этот способ позволяет получить количественную оценку стойкости контактного соединения к механическим напряжениям, т.е. измерить в мо - мент. разрушения контактного соединения значение какой-либо величины, от которой зависят механические напряжения, возникающие в этом соединении при нагреве платы, Такой оценкой в данном способе являются значения деформации контактной площадки или вызывающей эту деформацию силы, при которых произошло разрушение контактного соединения. Наличие количественной оценки стойкости контактных соединений к механическим напряжениям, возникающим при нагреве платы, дает возможность осуществ лять о результатам испытания про»

1О гнозирование надежности плат при эксплуатации, а также контроль.и корректировку операций технологичесКого процесса, при выполнении которых формируются контактные соединения многослойной печатной платы.

Недостатком известного. способа является невысокая достоверность результатов испытания. Это обусловлено тем, что испытание проводят на металлической втулке и контактной площадке, которые извлечены из изоляционного основания платы, При . этом невозможно добиться полной иден« тичности между деформацией контакт15 ной площадки при испытании и деформацией, которой бы подвергалась та же площадка в реальных условиях, нам ходясь в нагреваемом основании пла» . ты. Таким образом, получаемые при

0 испытании количественные показатели могут служить лишь приближенной оценкой стойкости контактных соединений к механическим напряжениям, возникающим при нагреве многослой25 ной печатной платы..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ испытания контактного соединения металлиэированного отверстия с контактной площадкой многослойной

ЗО печатной платы, основанной на нагревании многослойной печатной платы с одновременной проверкой целостности контактного соединения f2 ).

Целостность контактных соединений

35 проверяют путем измерения омического сопротивления электрической цепи, в которую входят эти соединения. Если в процессе нагрева платы не произошло обрыва цепи, то контактные

40 соединения считают выдержавшими испытание, Недостатком данного способа является низкая достоверность результа- тов испытания. Причина этого заключается в том, что разрушение контакт-.-.. . ного соединения (обраэование в нем трещины) часто не приводит к об рыву электрической цепи, поскольку металлическая втулка в отверстии продолжает соприкасаться с контактной площадкой на некоторых участках.

Это в особенности характерно для ме« таллизированных отверстий, выпол- . ненных с подтравливанием диэлектрика.

55 Таким образом, отсутствие обрыва электрической цепи при нагреве платы еще не является окончательным свидетельством целостности контактных соединений, наличие которой ra-.

60 рантирует высокую надежность плат.

Неточная оценка качества контактных соединений при испытании может привести к ошибкам в прогнозировании надежности плат при эксплуатации и несвоевременной корректировке опера1026326 ций технологического процесса, при выполнении которых формируются контактные соединенйя.

Цель изобретения - повышение дос товерности результатов испытания.

Поставленная цель достигается тем, 5 что согласно способу испытания контактного соединения металлизированного отверстия с контактной площадкой многослойной печатной платы, основанном на нагревании многослой- 10 ной печатной платы с одновременной проверкой целостностй контактного соединения, перед нагреванием вокруг контактного соединения удаляют часть поверхностного слоя многослойной пе- 35 чатной платы до появления контактного соединения, смачивают место контактного соединения жидкостью с температурой кипения выше допустимой максимальной температуры нагревания многослойной печатной платы, а проверку целостности контактного соеди« нения осуществляют визуально по состоянию жидкости.

Критерием изменения состояния жид- 2g кости является интервал времени от начала нагревания, соответствующий появлению газовых пузырьков в жидкости. Чем больше этот интервал, тем выше стойкость контактного соединения к механическим напряжениям, возникающим при нагревании многосльйной печатной платы.

Контактное соединение считается выдержавшим испытание, если газовые пузырьки в жидкости вовсе не появились или же длительность интервала времени от момента начала нагревания платы до момента появления газовых пузырьков в жидкости превышает время нагревания плат в реальных 40 условиях. Например, если плата нагревается расплавленным припоем, то длительность указанного интервала должна превышать время пайки плат в условиях производства. 45

На фиг. 1 показана многослойная печатная плата с.частично удаленным основанием, на фиг. 2 — момент разрушения контактного соединения. многослойная печатная плата 1 содержит металлизированное отверс;.тие 2 с металлической втулкой 3. Кон(тактная площадка 4 по окружности кон,тактирует с металлической втулкой 3, образуя контактные соединения, стойкость которых к нагреванию необходимо;:проверить.

Пример. На многослойной пе-. чатной плате 1 выбирают металлизированное отверстие, металлическая втулка 3 которого имеет контактное соецинение с контактной площадкой 4, расположенной в приповерхностном слое платы. Травлением в смеси серной и плавиковой кислот удаляют часть 5 (фиг. 1) поверхностного. слоя основания многослойной печатной платы 1 до выявления места соединения контактной площадки 4 с металлической втулкой 3. Это место смачи- вают веретенным маслом 6 (по всей окружности металлической втулки 3), Участок многослойной печатной платы 1 с металлизированным отверстием2 нагревают в течение 10 с расплавленным припоем 7 (фиг. 2) марки ПОС 61, нагретым до 250 С. Припой размещается на металлическом стержне 8. В процессе нагрева многослойной печат ной платы определяют момент разрушения контактного соединения по появлению газовых пузырьков в масле.

При разрушении контактного соединения в нем образуется трещина 9 (фиг. 2), через которую в веретенное масло б из нагретого основания многослойной. печатной платы 1 поступают пары воды, пузырьки воздуха и газообразные продукты распада смол, входящих в его состав. В результате в веретенном масле б появляются газовые пузырьки 10 (фиг. 2). В случае появления пузырьков в веретенном масле 6 измеряют интервал времени,от момента начала нагревания платы до момента появления этих пузырьков °

Контактное соединение считают выдержавшим испытание, если газовые пузырьки в веретенном масле совсем не появились или же длительность интервала времени от:момента начала . нагрева платы до момента появления пузырьков превышает время пайки многослойных печатных плат в условиях производства.

Предлагаемый способ позв6ляет точно определить момент разрушения контактного соединения при нагреве платы.

Это позволяет повысить, во-пеЬвых, точность прогнозирования по результатам испытания надежности плат при эксплуатации и, во-вторых,. эффективность контроля и корректировки операций технологического процесса, при выполнении которых формируются контактные соединения многослойной печатной платы.

1026326

Составитель Ю.Волков

Техред М. Костик КорректорА. Повх.Редактор A.Âîðîâè÷

Ю» ФЮ

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4582/50 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М35, Раушская наб., д. 4/5