Контроль и испытания

Технологические процессы изготовления ПП (и особенно МПП) относятся к категории сложных, многооперационных и многофактор­ных процессов. Действие большого количества неконтролируемых и неуправляемых факторов приводит к нестабильности свойств полу­чаемой продукции, различного рода дефектам (дефект - каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям). Причинами дефектов ПП принято считать скрытые дефекты исходных материалов, нестабильность технологического процесса, субъективные ошибки рабочих. В производстве ПП дефекты могут возникать на самых различных этапах ТП. Поэтому, чтобы не до­пустить дефектные материалы и полуфабрикаты на последующие стадии обработки, в ТП вводятся операции технического контроля. Контролируемые характеристики могут быть качественными (нап­ример, наличие или отсутствие признаков) или количественными

(измеряемыми признаками). В зависимости от этапа процес­са производства контроль может быть входным, операционным и приемочным.

Входному контролю могут подвергаться многие материалы, на­пример, такие, как химикаты, фоторезисты, трафаретные краски, прок­ладочная стеклоткань, но наибольшее значение имеет входной контроль диэлектрика, особенно тонкого для МПП. Объем вход­ного контроля фольгированного диэлектрика обычно оговаривается в ТУ на ПП и производится по методике, изложенной в ГОСТе (ТУ) на материал. Особое внимание обращается на проверку следующих параметров: прочность сцепления фольги с диэлектриком, сопротивление изоляции, стойкость к воздействию повышенной температуры, размерная стабильность тонких диэлектриков.

Операционный контроль - контроль продукции или ТП во время выполнения или после завершения определенной операции. Операционный контроль позволяет выявить брак на ранних стадиях изготовления, выяснить и устранить его причины и тем самым повысить качество и надежность продукции ж вместе с тем снизить себестоимость изделий. Количество и объем контрольных операций, не регламентируемых ТУ и стандартами, устанавливается предприятием - изготовителем. Обычно чем сложнее конструкция ПИ и выше требования .предъявляемые к ней, а также менее совер­шенен и стабилен технологический процесс, тем больше должно быть в нем предусмотрено контрольных операций. Чрезмерное уве­личение количества и объема контрольных операций отрицательно сказывается на себестоимости изделия.

Наиболее тщательно контролируют фотошаблоны, сетчатые трафареты, слои МПП, качество межслойных соединений. Правильно организованный и вы­полненный операционный контроль сводит к минимуму число дефект­ных изделий на выходном (приемочном) контроле. Приемочному контролю подвергаются готовые ПП. Обычно он включает в себя следующие проверки: контроль внешнего вида (производится визу­ально, в т.ч. с использованием оптических устройств, например, установок автоматического оптического контроля, в которых рисунок платы сравнивается с эталоном); контроль геометрических параметров (сюда входят измерения размеров пе­чатных элементов, зазоров между ними, размеров и координат рас­положения печатных элементов, монтажных и крепежных отверстий, габаритных размеров и т.д.); контроль качества металлизации отверстий (оценивается толщина меди на стенках отверстий, а также их устойчивость к токовой перегрузке); контроль электрических параметров (проверяется целостность цепей, сопротивление цепей, сопротивле­ние изоляции электрически разобщенных цепей).

Для контроля электрических параметров сложных ПП (особен­но МПП) применяются автоматические установки, оснащенные компьютером.

В устройствах одного типа ПП при помощи контактного устройства (адаптера) соединяют на входе через коммутатор с блоком опроса, а на выходе - с изме­рительным устройством. Контактное устройство состоит из двух матриц, содержащих индивидуально подпружиненные контакты («ложе ножей»), расположение которых соответствует координатам контрольных точек на ПП. Для обнаружения коротких замыканий и обрывов используется низкое напряжение (10 В). Высоким напряжением (500 В) изоляция тестируется на утечку и пробой.

Устройства другого типа (более подходящие для производ­ств с большой номенклатурой) работают по методу «летающих пробников». Суть его в том, что те­стеры имеют несколько головок с приводами по осям X, Y, Z, на каж­дой из которых установлен проб­ник. Головки поочередно контакти­руют с платой, при этом происхо­дит подача и измерение сигнала. При таком тестировании не требу­ется дополнительных адаптеров. Для перехода от одной платы к другой достаточно изменить про­грамму тестирования

С целью проверки работоспособности ПП в условиях эксплуа­тации, а также выявления скрытых дефектов платы подвергают испытаниям климатическим, механическим, электрическим и др. Объем испытаний, методика их проведения и применяемое оборудование указываются в ТУ на ПП. Испытания подразделяют на приемосдаточные, периодические и типовые.

Приемосдаточные испытания включают в себя:

1) стопроцентный контроль соответствия общим требованиям ТУ и КД, внешнего вида проводящего рисунка и диэлектрического основания, величины изгиба и скручивания, правильности монтажных соединений и сопротивления изоляции (при автоматизированном контроле);

2) выборочный контроль толщины металлизации в отверстиях, паяемости контактных площадок и металлизированных отверстий, а также устойчивости их к перепайкам.

Периодические испытания проводятся с целью контроля стаби­льности качества продукции и возможности продолжения ее выпуска. Периодические испытания ПП проводятся не реже одного раза в шесть месяцев на 5...10 платах, отобранных случайным образом из числа прошедших приемосдаточные испытания (в даль­нейшем эти платы не используются).

Типовые испытания проводятся с целью оценки эффективности и целесообразности вносимых изменений в конструкцию или ТП. Программа испытаний ПП составляется предприятием - изготовителем и согласовывается с разработчиком.

Ремонт

Рост сложности конструкций ПП, сопровождающийся, как пра­вило, увеличением числа дефектов, привел к необходимости раз­работки технологического процесса ремонта, включающего в себя следующие приемы и операции:

удаление режущим инструментом дефектов проводящего ри­сунка (выступов, перемычек, отслоившихся контактных площадок и участков проводников), а также диэлектрического основания (инородных включений, расслоившихся участков и т.п.);

восстановление поверхности основания (заполнение выемок, царапин, следов от режущего инструмента) эпоксидным компаундом

(заподлицо);

удаление металлизированных стенок отверстий путем высверливания сверлом большего диаметра;

восстановление металлизации в отверстиях путем установки в них трубчатых переходов (пустотелых заклепок), которые затем развальцовывают и опаивают;

устранение коротких замыканий на внутренних слоях МПП путем высверливания места дефекта с последующим заполнением отверстия эпоксидным компаундом;

восстановление отсутствующих (или удаленных) фрагментов проводящего рисунка (контактной площадки, контактной площадки с отрезком проводника, участка печатного проводника длиной до 2 мм) осуществляется путем приклеивания на их место соответствующих фрагментов, изготовленных из фольги толщиной 35-50 мкм, имеющей покрытие ПОС 61, нанесенное горячим или гальваническим способом; соединение с действующим печатным проводником производят пайкой внахлестку на длине не менее 3-5 мм с последующей затиркой места пайки эпоксидным компа­ундом;

соединение при помощи перемычки из медной проволоки, имеющей покрытие ПОС61, нанесенное горячим или гальваническим способом; перемычкой могут быть соединены две контактные площадки, окружающие дефектное переходное металлизированное отверстие (с последующей двусторонней опайкой перемычки), или разрывы печатных проводников от 2 до 20 мм; в последнем слу­чае перемычка накладывается на печатный проводник внахлестку на длине не менее 3 мм и припаивается.

соединения перемычками из монтажного провода применяются для ремонта печатных проводников при длине разрыва более 20 мм, а также для восстановления нарушенных (или отсутст­вующих) электрических связей в МПП.

Примеры ремонта элементов печатного монтажа приведены на рис. 4.31.

а	б	в	г
Рис. 4.31. Ремонт элементов печатного монтажа: а - печатных проводников; б - контактной площадки; в - монтаж­ного металлизированного отверстия; г - переходного металлизиро­ванного отверстия; 1 - поврежденный печатный проводник; 2 - пе­ремычка; 3 - новая контактная площадка; 4 - трубчатый переход; 5 - контактная площадка; 6 - припой

Количество допустимых мест ремонта по каждому виду оговари­вается в КД и ТУ. ПП после ремонта должны также соответствовать ТУ.