Способ контроля качества металлизации отверстий печатных плат

,:-, , ЦТЕгА ТЕНИЯ КО ИДЕТЕЛЬСТ КА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И 1(56) Стандарт МЭ К, публикация 326-2, 1976, Платы печатные, ч,2. Методы испытаний,Стандарт СТП КПО 118.039, ред. 1 - 75, Платы печатные, методы - испытаний, п.4,2. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ(57) Изобретение относится к приборостроению и радиоэлектронике и может быть использовано для нерэзрушающего контроля печатных плат. Цель изобретения - сокращение продолжительности контроля и сохранение ремонтопригодности изделий после контроля. На плату 1 с контролируемой механизацией через зонды 2 и 3 и коммутатор 4. подается испытательный ток от источника 8 тока. Через зонды 5, 6 и усилитель 7 контролируется напряжение на участке металлизации, значение второй производной которого выделяется дифференциатором 9, Отбраковка по отличию второй производной от нуля реализуется с помощью злемента 10 сравнения и задатчика 11 и индицируется индикатором 12, 1 ил.Изобретение относится к приборостроению и радиоэлектронике и может быть использовано для нерэзрушающего контроляпечатных плат,Цель изобретения - сокращение времени контроля и сохранение ремонтопригодности контролируемых изделий.Сущность способа основано на том, чтоиспытательный ток нагревает металлизацию отверстия и платы и вызывает образование микротрещин и разрушение слоя уотверстий с некачественной металлизациейлибо только линейноеувеличение омического сопротивления слоя металлизации дляотверстий с хорошей металлизацией. Режим нагрева подбирают путем варьирования двух параметров; амплитуды токаивремени 1 протекания его по слою металлизэции. При этом надо иметь в виду, что тепло, отдаваемое в диэлектрик, не должновызывать его перегрева выше допустимойтемпературы Л Т.При протекании токапо слою металлизации выделяется энергия согласно законуДжоуля-Ленца.Ов= Вот, (1)где о - сопротивление слоя метэллизации, Ом,В каждый момент времени т устанавливается динамическое равновесие между выделяемой током энергией Ов и энергией,идущей на нагрев слоя металлизации и отдаваемой диэлектрику; температура слояметаллизации и прилегающего слоя повышается на ЬТ,Количество энергии, необходимое длянагрева слоя металлизации на ЬТ, равноОн - с п 1 ЬТ, (2)где с и п 1 - удельная теплоемкость и массаслоя металлизации,Количество энергии, отдаваемое от нагретого слоя металлизации диэлектрику,равноОо =ф 5 ЬТ т, (3)где Р - коэффициент теплоотдачи;Я - площадь слоя металлизэции;ЛТ - разность температур, допустимаяпри перегреве диэлектрика,Установившийся энергетический баланс можно представить в видеОв=Он+Оо. (4)Подставляя в выражение в (4) значенияОв, Он и Оо и раскрыв значения в =ул 01 х; 3 =лОк. Во = где д - толщина платы. получают послепреобразований формулу, связывающуюпараметры режима и геометрические характеристики слоя металлизации;=ю 01 ЛТ, (5)ргде- испытательный ток, А;л= 3,14;О - диаметр отверстия, м;1 - толщина слоя металлизации, м;с - удельная теплоемкость металла металлизации, Дж/кг К;у - плотность металла металлизации,кг/м;Р - коэффициент теплоотдачи, Вт/м К;1 - время протекания испытательноготока, с;р - удельное сопротивление металламеталлизации, Ом м,В процессе нагрева имеет место линейное увеличение омического сопротивленияслоя металлизации в зависимости от вели 20 чины ареа Т;Вг=йо(1+ а ЬТ), (б)где а - температурный коэффициент сопротивления, 1/К.Однако эксперименты показали различный закон изменения сопротивления во времени для качественного и некачественногоотверстия. В случае качественного отверстия, как установлено экспериментально,наблюдается линейное возрастание температуры перегрева во времени и формулаизменения сопротивления слоя металлизации во времени (6) представляется в видеВ=Во(1+ а П 11),где П 1 - коэффициен пропорциональности,35 К/сЕсли отверстие некачественное, тонаблюдается изменение температуры, аследовательно, и сопротивления по нелинейному закону40 В=В.(1+ а П 2),где П 2 - коэффициент пропорциональности,К/с.Если теперь при пропускании испытательного тока измерить падение напряжения на слое металлизации, то характеризменения падения напряжения имееет видОт=Во(1+ а П 11) для качества отверстияи От=ОВо(1+ а П 2 т ) для качественного отвер 2стия,50 При измерении второй производной падения напряжения на слое металлизацииимеютб 0=0 для качественной меОеталлизации отверстияс 3и =2 ВоаП 2 длЯ некачественной мед 1таллизэции отверстия.1647467 Способ позволяет уменьшить продолжительность контроля за счет исключения двойных измерений омического сопротивления и сохранить ремонтопригодность плат за счет своевременного отключения испытательного тока. Формула изобретения Способ контроля качества металлизации отверстий печатных плат, заключающийся в том, что через контролируемый участок металлизации печатной платы, содержащий отверстия, пропускают испытательныйток,отл ичэ ю щий ся тем, что, с целью сокращения времени контроля и сохранения ремонтопригодности контролируемых изделий, величину испытательного тока выбирают согласно формуле где 0 - диаметр отверстия печатной платы, м;В - толщина слоя метэллизацин, м;с - удельная теплоемкость металла металлизэции, Дж/кг К;у - плотность металла металлизации, кг/м;Р- коэффициент теплоотдэчи. Вт/м К;г,т - время протекания испытательного тока, с;ЬТ - допустимый перегрев диэлектрика, К;р - удельное сопротивление металла металлизации, Ом м,формируют сигнал, пропорциональный второй производной падения напряжения на контролируемом участке металлизации печатной платы с отверстием, регистрируют момент отклонения сформированного сигнала от нуля и в этот момент прекращают подачу испытательного тока, а по факту отклонения сформированного сигнала от нуля делают вывод о непригодности контролируемой печатной платы. Составитель В.Степанкин Редактор Т.Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор О.КравцоваЗаказ 1648 Тираж 438 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Таким образом, контроль второй производной напряжения может быть использован для обнаружения некачественной. металлизации отверстия, что и применяетсяв настоящем способе. 5Способ реализуется с помощью устройства, блок-схема которого приведена начертеже.Плата 1 с контролируемым отверстиемподключается с помощью токовых зондов 2 10и 3 к коммутатору 4, обеспечивающему подачу или снятие испытательного тока, а спомощью потенциальных зондов 5 и 6 кусилителю 7. При этом испытательный токустанавливается в соответствии с формулой 15(5), Вход коммутатора 4 соединен с источником 8 тока, Выход усилителя 7 подключен кдифференциатору 9. Выход дифференциатора подключен к элементу 10 сравнения,на другой вход которого подается опорное 20напряжение (уставка) от задатчика 11. Выход элемента сравнения подключен к входуотключения коммутатора 4 и к индикатору 12, который загорается в случае некачественного отверстия. На вход включения 25коммутатора 4 и вход сброса в ноль индикатора 12 подается команда ПУСК.Работает устройство следующим образом,После подвода к испытуемому отвер- ЗОстию зондов 2, 3, 5 и 6 подается команда .ПУСК. По этой команде индикатор 12 устанавливается в исходное состояние, а коммутатор,4 подает испытательный ток наотверстие. Если отверстие качественное, то 35на выходе усилителя 7 имеет место линейное возрастание напряжения, что не дает навыходе дифференциатора 9 сигнала, превышающего уставку от задатчика 11. Злемент10 сравнения не срабатывает, индикатор 12 40остается в сброшенном состоянии, подачаиспытательного тока принудительно по команде.от элемента сравнения не прекращается. По истечении времени приложенияиспытательного тока коммутатор автоматически прекращает подачу тока.Если отверстие некачественное, то навыходе усилителя 7 имеет место нелинейное изменение падения напряжения. Навыходе дифференциатора 9 появляется сигнал, приводящий к срабатыванию элемента 10 сравнения, Сигнал с элемента сравнения .прекращает подачу испытательного тока ивключает индикатор 12, сигнализируя о некачественном отверстии.