Трещины в виалах и бочкообразные трещины в печатной плате

Трещины в виалах и бочкообразные трещины являются одними из наиболее критичных. скрытые нарушения надежности в производстве печатных плат.

Такие дефекты часто проходят первоначальные электрические испытания, но впоследствии выходят из строя под воздействием тепловых или механических нагрузок, что делает их особенно опасными в высоконадежных приложениях.

В этой статье рассказывается:

• Что такое сквозные трещины и трещины в стволе
• Почему они возникают
• Как их обнаруживают
• Как производители снижают вероятность их возникновения

Что такое виа-трещины и бочковые трещины?

Via Crack

Трещина в межсоединении - это трещина в медном покрытии межсоединения, как правило, в месте соединения:

• Колено через
• Граница раздела между медью и диэлектриком

Трещина в бочке

Бочкообразная трещина относится именно к окружная трещина в стволе с покрытием.

И то, и другое со временем нарушает непрерывность электрического тока.

Почему сквозные трещины - серьезная проблема надежности

Трещины в виатре опасны, потому что они:

• Часто бывают прерывистыми
• Ухудшается при термоциклировании
• Их трудно обнаружить визуально

Часто они появляются только после использования в полевых условиях или стресс-тестирования.

Обзор неудач:
Общие неисправности печатных плат объяснены

Основные причины появления трещин в крыльях и стволах

Несоответствие расширения оси Z

При нагревании диэлектрические материалы расширяются по оси Z больше, чем медь.

Многократные расширения и сжатия создают напряжение в сквозном стволе.

Тонкое или неравномерное медное покрытие

Недостаточная толщина покрытия снижает способность сквозных отверстий воспринимать механические напряжения.

Детали процесса:
Процесс нанесения медного покрытия при производстве печатных плат

Виасы с высоким коэффициентом пропорциональности

Проходы с высоким аспектным отношением сложнее равномерно уложить и они испытывают большее напряжение.

Чрезмерное термоциклирование

Повторное воздействие:

• Пайка оплавлением
• Циклирование мощности
• Изменения температуры окружающей среды

Ускоряет образование трещин.

Проверка надежности:
Тестирование тепловой надежности печатных плат

Факторы проектирования, повышающие риск образования трещин

Некоторые проектные решения значительно повышают риск.

Выбор дизайна с высокой степенью риска

• Очень маленькие диаметры каналов
• Тонкая толщина печатной платы с глубокими отверстиями
• Большие медные плоскости без рельефа
• Плотные структуры типа "сквозная вставка

Проверка конструкции на надежность имеет решающее значение.

Производственные факторы, способствующие появлению трещин в крыше

Качество бурения

Пятна от сверла, неровные стенки отверстия или вытягивание волокон ослабляют адгезию меди.

Сравнение:
Сверление печатных плат в сравнении с лазерным сверлением

Неадекватный процесс обесцвечивания

Плохая пропитка препятствует правильному соединению меди с диэлектриком.

Контроль напряжений при нанесении покрытия

Неправильно подобранная химия для нанесения покрытия может вызвать внутреннее напряжение в медных отложениях.

Как обнаруживаются трещины на улице

Сквозные трещины редко обнаруживаются только при поверхностном осмотре.

Общие методы обнаружения

• Испытание на термическую нагрузку
• Анализ микросрезов
• Электрические испытания после циклического режима
• Рентгеновский контроль (ограниченная эффективность)

Обзор инспекции:
Проверка и тестирование печатных плат Объяснения

Предотвращение растрескивания венцов и трещин в бочках

Предотвращение на уровне дизайна

• Достаточный диаметр прохода
• Контролируемое соотношение сторон
• Схемы терморазгрузки

Предотвращение на уровне процесса

• Оптимизированные параметры бурения
• Равномерная толщина медного покрытия
• Химия гальванических покрытий с контролем напряжений

Выбор материалов

• Материалы с низким коэффициентом расширения по оси Z
• Ламинаты с высоким ТГ для обеспечения термостойкости

Такие производители, как TOPFAST, учитывают соображения надежности на ранних этапах планирования процесса.

Взаимосвязь с другими видами отказов печатных плат

Трещины на улице часто сосуществуют с трещинами:

• Расслаивание
• Формирование CAF
• Периодически размыкающиеся цепи

Похожие темы:
Причины и профилактика расслоения печатных плат

Iii. Выводы и рекомендации

Трещины в каналах и бочкообразные трещины - это не случайные дефекты, а предсказуемые результаты тепловые нагрузки, конструктивные решения и технологические ограничения.

Через:

• Правильные методы проектирования
• Контролируемые производственные процессы
• Соответствующий выбор материала

Их появление можно значительно сократить.

Трещины в печатных платах Часто задаваемые вопросы