Автоматизация испытаний печатных плат.

Испытание МПП на устойчивость к тепловым воздействиям проводятся с целью определения степени ухудшения качества межслойных переходов во время и после тепловых воздействий, аналогичных реальным воздействиям на платы в процессе изготовления, наладки и эксплуатации изделий. Другая цель таких испытаний -выявить дефекты, которые снижают надежность переходов в МПП, и определить конструктивно-технологические способы повышения надежности с учетом существующего уровня качества материалов и оборудования.

Объективность оценки качества металлизации межслойных переходов МПП в значительной степени определяет правильность оценки уровня надежности и экономические показатели производства.

Такие испытания необходимо проводить систематически в процессе изготовления высоконадежных МПП, а также как специспытания.

Увеличение объема и оперативности получения информации о качестве металлизированных переходов может дать автоматизация испытаний.

Наибольшая эффективность достигается автоматизацией контроля и регистрации состояния цепей с металлизированными переходами в течение всего периода испытаний, а также автоматизацией дозирования и смены видов воздействий на МПП, т.е. заданием программ испытаний.

Для контроля целостности цепей и регистрации разрывов непосредственно во время термовоздействий на МПП используется специальное устройство контроля цепей. Это устройство обеспечивает непрерывное наблюдение одновременно за 180 цепями МПП, помещенными в камерах тепла и холода, и позволяет регистрировать кратковременные и постоянные разрывы цепей. Разрывом считается увеличение сопротивления цепи более 230 Ом при постоянном разрыве или 120 Ом при кратковременном разрыве цепи.

Для автоматизации испытаний МПП на термоциклирование применяется установка, в которой используется терморадиационный нагрев плат и охлаждение потоком воздуха, продуваемого через рабочий объем камеры, что позволяет нагревать и охлаждать МПП в автоматическом режиме.

Платы могут испытываться в интервале температур от комнатной до +200°С. Время нагрева платы до предельной температуры 4 минуты, время охлаждения платы до комнатной температуры 7 минут. Циклы нагрева-охлаждения повторяются в зависимости от заданной программы, определяющей режим работы установки. Предусмотрено три режима работы:

• нагрев платы до установленной температуры и выдержка заданное время;

• нагрев платы до установленной температуры, выдержка заданное время и охлаждение до комнатной температуры;

• автоматическое отключение нагрева платы и включение охлаждения в момент появления в испытуемой цепи разрыва и включение нагрева в момент восстановления цепи при охлаждении.

Последний режим, названный условно «самоциклы» автоматически управляется характером поведения места отказа в цепи при термовоздействиях. Такое «самоциклирование» продолжается до тех пор, пока кратковременный разрыв связи, т.е. такой, когда связь восстанавливается (при определенной более низкой температуре), не перейдет в постоянный разрыв, т.е. когда связь не восстанавливается при охлаждении до комнатной температуры.

Изучение характера изменения сопротивления цепи с металлизированными переходами в режиме самоциклирования на большом числе плат позволяет выявить особенности механизма перемежающихся отказов сквозных и внутренних переходных отверстий, а также сделать вывод о возможности локализации кратковременных отказов с помощью устройства, работающего в режиме нагрева платы до температуры, несколько превышающей температуру разрыва цепи. Последняя определяется во время работы устройства в режиме самоциклов.

Применяется также установка испытания плат на термоциклирование, работающая на принципе конвекционного нагрева плат в воздушном пространстве между двумя горячими плитами, нагреваемыми распределенной системой электронагревателей. Охлаждение МПП осуществляется выдвижением их из зоны нагрева и обдувом воздухом из окружающей среды. В блоке управления имеется счетчик термоциклов, регистратор текущей и заданной температуры в камере. Блок регистрации разрывов в цепях испытуемых МПП контролирует появление отказов и фиксирует отдельно кратковременные и отдельно постоянные разрывы, с указанием адреса цепи.

Устойчивость металлизированных переходов в МПП к воздействию термоударов эффективно исследовать на автоматизирован ной установке испытаний тепловыми ударами.

Тепловые воздействия осуществляются с использованием иммерсионной теплопередачи в двух ваннах с кремнеорганической жидкостью.

Цикл испытаний заключается в автоматическом перемещении платы из ванны с холодной жидкостью и погружения ее в ванну с горячей жидкостью - термоудар нагрева, далее перемещение платы из горячей ванны и погружение ее в ванну с холодной жидкостью -термоудар охлаждения. Практически осуществляется пара термоударов.

Температурный диапазон горячей ванны задается программно в диапазоне от +20°С до +280°С, а холодной ванны 25±2°С.

Время выдержки в горячей ванне можно задавать от 5 сек до 35 сек с интервалом 5 сек, а в холодной ванне от 1 мин до 8 мин с интервалом 1 мин. Время автоматического переноса из горячей ванны в холодную не более 16 сек.