Маркировка.
Операция, заключающаяся в нанесении на поверхность ДПП специальной краской обозначений компонентов и их посадочных мест. Наносится методом трафаретной печати. Качество определяется допустимым разрешением по толщине линий (0,15 мм минимум), размером выполняемых шрифтов (1,3 мм минимум) и достигается оптимальным выбором вязкости краски и параметров сетки.
По содержанию маркировка необходима в большей степени при наладке, ремонте, визуальном контроле узлов, собранных на ДПП. Однако, в малосерийном производстве, когда размещение компонентов на ДПП (особенно плотной) производится полуавтоматически или вручную, наличие маркировки существенно облегчает процедуру размещения компонентов
Электрический контроль мпп.
Основные требования к системам контроля связей плат нового поколения сводятся к следующим:
• универсальность контактного устройства, т.е. возможность контроля плат с расположением контрольных точек в любых узлах заданной координатной сетки в пределах максимального поля контроля;
параметрический контроль сопротивлений связи и изоляции цепей с индивидуальным заданием допустимых значений этих параметров для каждой цепи в программе контроля (таблица цепей);
полное, исчерпывающее диагностическое описание выявленных дефектов, т.е. указание номера дефектной цепи (по конструкторской документации) и реальных координат всех точек, разъединенных в результате обрыва цепи, указание номеров цепей, между которыми имеется КЗ и т.д.;
объем контролируемого монтажа системы должен соответствовать максимально возможному количеству контрольных точек на плате;
достаточно высокая производительность контроля, обеспечивающая требуемый уровень производства;
высокие эксплуатационные качества, надежность, технологичность, удобство технического обслуживания.
Одним из путей решения поставленной задачи использование специализированного тестера - установки типа МРР 3964HVфирмыMANIA(ФРГ), которая по многим своим параметрам удовлетворяет поставленным требованиям, являясь одной из лучших зарубежных систем. В этой установке используется бескабельное, непосредственное соединение контактного поля с коммутаторным блоком, имеющим вид куба. Задействованное контактное поле установки охватывает площадь 500 х 600 мм, на которой с помощью специального адаптера размещаются 48000 щупов в шаге 2,5 мм. Пределы контролируемых параметров системы: 5 Ом для сопротивления связи (при токе 300 мА) и 100 МОм для сопротивления изоляции при напряжении 100 - 150 В. При этом скорость контроля - порядка 400 точек в секунду.
Качество металлизированных переходов определяется измерением сопротивления проводника (Rмо)- металлического цилиндра перехода. Для этого с помощью одной пары контактов пропускается ток, а с помощью второй пары контактов измеряется падение напряжения (см. рисунок 7).
Рис. 7
Организация автоматизированного контроля качества металлизации отверстий в МПП и слоях является сложной технической задачей.
Автоматические установки типа АКМО позволяют производить полуавтоматический контроль металлизации отверстий в платах среднего формата - размером не более 200 х 250 мм. На полуавтоматических установках с ручной подачей плат и зондов (УКМС) можно проверять платы несколько большего размера (до 450 мм).
Зондовые головки установки УКМС содержат два клиновидных контакта с плоско - параллельными торцами. Используются варианты контактов с протяженностью торцевых ребер 0,6 мм - для контактных площадок переходных отверстий на слоях, и 1,2 мм -для сквозных отверстий диаметром 0,7 мм в готовых МПП. При контроле верхние зонды устанавливаются на проверяемое отверстие вручную с помощью рычажной подачи, а после их фиксации на контактной площадке производится подача нижней головки с помощью шагового двигателя, включаемого ножной педалью. Отвод этой головки производится автоматически после распечатки результата измерения.
Автоматический запуск измерения и регистрации результата цифропечатающим устройством типа МПУ-16- 3 осуществляется с помощью электронного устройства, аналогичного применяемому в предыдущих моделях установок УКМС, однако, в схему устройства введены дополнения, позволяющие производить на одном отверстии четыре измерения с коммутацией функций зондов и получать на выходе наряду с индивидуальными значениями измерений среднее значение, являющееся интегральной характеристикой качества металлизации.
В установке УКМС в качестве измерителя используется цифровой вольтметр типа В7 - 21. Наименьший нижний предел измерения, который могут быть получен при скорости одного измерения 0,5 с, равен 10 мкОм. При скорости измерения 60 мс нижний предел равен 100 мкОм. Разброс значений сопротивления, получаемый на одном отверстии из - за невоспроизводимости точек контактирования зондов, составляет 5-10% для сквозных отверстий МПП и 10 -15% для переходных отверстий в слоях. Производительность контроля на данной установке равна 10-12 отверстий в минуту.
При выборочном контроле качества металлизации отверстий крупноформатных МПП, содержащих порядка 30000 отверстий, а также в их слоях со значительно меньшим числом переходных отверстий, проверке подвергаются обычно 100 - 200 отверстий и в случае отсутствия завышенных сопротивлений плата признается годной. Для слоев, как правило, такая проверка оказывается достаточной. Что касается готовых МПП, то ввиду очень большого количества отверстий даже при хорошем общем уровне металлизации возможно появление отдельных отверстий с недопустимо слабой металлизацией. Поэтому признано целесообразным в готовых МПП (по крайней мере, в начальный период освоения производства таких плат) контролировать все 100% отверстий. Выполнение такой работы вручную с помощью полуавтоматической установки практически неприемлемо из-за слишком большой затраты времени (порядка 10 рабочих смен).
Испытания МПП.
Изучение причин отказов связей в МПП показывает, что в основном эти отказы вызваны разрывами в районе соединений межслойных переходов. Наиболее часто разрывы появляются в сквозных металлизированных отверстиях. По частоте возникновения разрывов на первом месте стоят районы углов на выходах отверстий, на втором месте - районы соединения внутренних слоев с металлизацией стенок отверстий. Не редки также случаи разрыва самой металлизации на стенках отверстий.
Последний вид отказов обусловлен, как правило, сильной шероховатостью стенок, недостаточной выравнивающей способностью электролита меднения, наличием непрокрытых или со значительно протяженным или местным утонынением металлизации, а также низкой пластичностью меди.
Указанные причины также способствуют образованию отказов и в первых двух видах.
Рассмотрим конструктивные особенности критических районов межслойных переходов и способы увеличения их надежности. Основное внимание должно быть уделено увеличению площади контактов и совершенствованию их формы с целью увеличения устойчивости к механическим нагрузкам. В широко используемом в последнее время способе увеличения площади контактных поверхностей на стенках в просверленных отверстиях стравливается не только смола, но также стекловолокна на глубину до 30 - 50 мкм. Этим стремятся открыть боковые поверхности контактных площадок и образовать замковое соединение контактной площадки и металлизации стенки отверстия.
Совершенствования конструкции переходов проводится в обеспечение:
уменьшения толщины диэлектрика, сквозь который осуществляется переход, для уменьшения величины расширения;
увеличения площади контактирования внутренних проводников и металлизации отверстия;
увеличения толщины металлизации в отверстии и в проводящих слоях, выступающих в отверстия;
согласования толщины соединяемых элементов конструкции перехода;
стабилизации структуры стенок отверстий на стадии подготовки под металлизацию;
увеличения содержания стеклоткани в зоне сквозных отверстий;
увеличения степени полимеризации смолы во всем объеме диэлектрика.
Уменьшение напряжений в элементах переходов использованием метода ПАФОС достигается не только увеличением толщины площадок, но также за счет:
увеличения жесткости контактных площадок введением слоев никеля;
увеличения толщины металлизации стенок отверстия до 40 - 50 мкм без ухудшения точности сигнальных проводников, так как они формируются до металлизации отверстий;
утапливания части КП в изоляцию, что уменьшает объем смолы под ними;
электрохимического формования высокопластичных контактных площадок.