Etusivu > Blogi > Uutiset > Säröillä olevat viat ja tynnyrihalkeamat PCB:ssä

Säröillä olevat viat ja tynnyrihalkeamat PCB:ssä

Haljenneet läpiviennit ja tynnyrihalkeamat ovat kriittisimpiä piilevät luotettavuushäiriöt PCB-valmistuksessa.

Nämä viat läpäisevät usein alkuperäisen sähköisen testauksen, mutta epäonnistuvat myöhemmin lämpö- tai mekaanisessa rasituksessa, mikä tekee niistä erityisen vaarallisia korkean luotettavuuden sovelluksissa.

Tässä artikkelissa selitetään:

  • Mitä ovat halkeamat ja tynnyrihalkeamat?
  • Miksi niitä esiintyy
  • Miten ne havaitaan
  • Miten valmistajat vähentävät niiden esiintymistä
PCB-viat

Mitä ovat Via- ja tynnyrihalkeamat?

Crackin kautta

Läpivientihalkeama on murtuma läpiviennin kuparipinnoitteessa, tyypillisesti:

  • Polvi via
  • Kuparin ja dielektrisen aineen välinen rajapinta

Tynnyrin halkeama

Piippuhalkeamalla tarkoitetaan erityisesti kehän halkeama päällystetyssä piipussa.

Molemmat katkaisevat sähköjatkuvuuden ajan myötä.

Miksi Via-säröt ovat vakava luotettavuusongelma

Halkeamat ovat vaarallisia, koska ne:

  • ovat usein ajoittaisia
  • Pahenee lämpökierron myötä
  • Niitä on vaikea havaita silmämääräisesti

Ne ilmenevät usein vasta kenttäkäytön tai rasitustestien jälkeen.

Yleiskatsaus epäonnistumiseen:
Yleiset PCB-viat selitetty

Via- ja tynnyrihalkeamien ensisijaiset syyt

Z-akselin laajeneminen epäsuhta

Kuumennettaessa dielektriset materiaalit laajenevat Z-akselilla enemmän kuin kupari.

Toistuva laajeneminen ja supistuminen aiheuttavat jännitystä piipun kautta.

Ohut tai epätasainen kuparointi

Riittämätön pinnoitepaksuus vähentää läpiviennin kykyä ottaa vastaan mekaanista rasitusta.

Prosessin yksityiskohdat:
Kuparointiprosessi PCB-valmistuksessa

Suuren kuvasuhteen läpiviennit

Suuren kuvasuhteen läpivientejä on haastavampi levyttää tasaisesti, ja niihin kohdistuu suurempi rasitus.

Liiallinen lämpökierto

Toistuva altistuminen:

  • Reflow-juottaminen
  • Virtapyöräily
  • Ympäristön lämpötilan muutokset

Nopeuttaa halkeamien muodostumista.

Luotettavuuden testaus:
PCB:n lämpöluotettavuuden testaus

PCB-viat

Suunnittelutekijät, jotka lisäävät halkeamariskiä Via Crackin kautta

Tietyt suunnittelupäätökset lisäävät riskiä merkittävästi.

Korkean riskin suunnitteluvalinnat

  • Erittäin pienet läpivientien halkaisijat
  • Ohut piirilevyn paksuus syvillä läpivienneillä
  • Suuret kuparitasot ilman helpotusta
  • Tiheät via-in-pad-rakenteet

Suunnittelun luotettavuustarkastelu on ratkaisevan tärkeää.

Via-säröjä aiheuttavat valmistustekijät

Porauksen laatu

Poran tahra, karkeat reiän seinämät tai kuitujen irtoaminen heikentävät kuparin tarttuvuutta.

Vertailu:
PCB-poraus vs. laserporaus

Riittämätön desmear-prosessi

Huono desmear estää kuparin kunnollisen kiinnittymisen dielektriseen aineeseen.

Plating Stressin hallinta

Vääränlainen pinnoituskemia voi aiheuttaa kuparikerrostumiin sisäisiä jännityksiä.

Miten halkeamat havaitaan

Halkeamat havaitaan harvoin pelkällä pintatarkastuksella.

Yleiset havaitsemismenetelmät

  • Lämpökuormitustestaus
  • Mikroleikkausanalyysi
  • Sähköinen testaus pyöräilyn jälkeen
  • Röntgentarkastus (rajoitettu tehokkuus)

Yleiskatsaus tarkastukseen:
PCB:n tarkastus ja testaus selitetty

Haljenneiden vias- ja tynnyrihalkeamien estäminen

Suunnittelutason ennaltaehkäisy

  • Riittävä läpimitta
  • Hallittu kuvasuhde
  • Lämpötilan helpotuskuviot

Prosessitason ehkäisy

  • Optimoidut porausparametrit
  • Tasainen kuparipinnoituksen paksuus
  • Jännitysohjattu pinnoituskemia

Materiaalin valinta

  • Materiaalit, joiden laajeneminen Z-akselilla on vähäistä
  • Korkean Tg-arvon laminaatit lämpöstabiilisuuden varmistamiseksi

TOPFASTin kaltaiset valmistajat sisällyttävät luotettavuusnäkökohdat jo varhaisessa vaiheessa prosessin suunnitteluun.

PCB-viat

Suhde muihin PCB:n vikaantumistapoihin

Via cracks usein rinnakkain:

  • Delaminaatio
  • CAF:n muodostaminen
  • Ajoittaiset avoimet virtapiirit

Aiheeseen liittyvä aihe:
PCB Delamination Syyt ja ehkäisy

Päätelmä

Halkeilleet läpiviennit ja tynnyrihalkeamat eivät ole satunnaisia vikoja vaan ennustettavissa olevia seurauksia seuraavista syistä lämpörasitus, suunnittelupäätökset ja prosessin rajoitukset.

Kautta:

  • Asianmukaiset suunnittelukäytännöt
  • Valvotut valmistusprosessit
  • Asianmukainen materiaalivalinta

Niiden esiintymistä voidaan vähentää merkittävästi.

Via Cracks in PCB FAQ

K: Voiko halkeamia korjata?

V: Ei. Kun läpiviennit ovat kerran halkeilleet, niitä ei voi luotettavasti korjata.

Q: Aiheuttavatko kaikki halkeamat välittömän vian?

V: Ei. Monet ovat piileviä ja ajoittaisia.

Q: Onko paksumpi kupari aina parempi?

V: Ei aina, mutta riittävä ja tasainen paksuus on ratkaisevan tärkeää.

Q: Ovatko via-säröt yleisempiä lyijyttömässä kokoonpanossa?

V: Kyllä, korkeampien reflow-lämpötilojen vuoksi.

Q: Voiko röntgen havaita halkeamien kautta?

V: Yleensä ei, elleivät halkeamat ole vakavia.

Kirjoittajasta: TOPFAST

TOPFAST on toiminut painettujen piirilevyjen (PCB) valmistusteollisuudessa yli kahden vuosikymmenen ajan, ja sillä on laaja kokemus tuotannonhallinnasta ja PCB-teknologian erityisosaamisesta. Elektroniikka-alan johtavana piirilevyratkaisujen tarjoajana toimitamme huippuluokan tuotteita ja palveluja.

Tunnisteet:
PCB-viat

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Lataa klikkaamalla tai vedä ja pudota Tiedoston enimmäiskoko: 20MB

Otamme sinuun yhteyttä 24 tunnin kuluessa.