Повреждения переходных отверстий Опции

[Partizan11]

Помогите, плиз, разобраться со следующей проблемой: имеем 8-ми слойную печатную плату. Переходные отверстия 0.2мм, все сквозные, закрыты маской с обеих сторон. На смонтированных платах наблюдаю, что при нагреве платы до 60-80 градусов сопротивление некоторых переходных отверстий возрастает до сотен Ом-единиц килоом. При прекращении нагрева сопротивление быстро восстанавливается. После энного нагрева имеем полное отсутствие контакта. Обнаружил я это все пытаясь отладить тестовую партию плат либо просто не рабочих, либо с периодически возникающими-пропадающими неисправностями (т.е. их никто лишний раз не грел, лежали при комнатной температуре)

Собственно интересует следующее: может ли это быть вследствие того, что переходные отверстия закрыты маской с обеих сторон и в процессе сушки плат на при их производстве газовая полость внутри расширяясь повреждает металлизацию (я вижу на несмонтированных платах повреждения на части переходных отверстий маски с одной стороны)?
Поможет ли в данном случае, если я не буду закрывать маской переходные отверстия с одной стороны? А для защиты металлизации от коррозии в качестве финишного покрытия буду использоваать, например, иммерсионное золото...

Про принудительную забивку переходных отверстий компаундом или медью я почитал в интернете - вроде как панацея от таких бед, как у меня. Но хотелось бы это использовать как последнее средство, ибо и так платы не дешевы, а это еще одна операция все же...

[Paul]

Ищите проблему в своих технологических режимах. Типовой путь возникновения такой проблемы - перегрев платы при пайке или слишком быстрый нагрев. Как вариант может быть слишком короткая или слишком холодная зона preheat, слишком горячая или слишком долгая зона reflow.
Второй причиной может быть "сырая" плата. Перед монтажом платы желательно сушить или вообще хранить на складе в шкафах сухого хранения.

[Partizan11]

А возможно это при производстве самой платы? Ведь я получил партию плат от производителя, где маска на части переходных уже вскрыта с одной стороны?
Про сушку - это я понял, но все же - поможет ли убирание маски с одной стороны? Для каких металлизированных отверстий это более характерно? Это ведь, наверное, связано с диаметром отверстия? Со способом металлизации? Может если, например используют химическую медь, а не прямую металлизацию? Я просто в этих вопросах чайник. Хотелось бы понять как и что. Ведь может быть помимо тех процесса монтажа, надо что-то корректировать в техпроцессе производства печатных плат.

Причина редактирования: overquoting

[grts]

может ли это быть вследствие того, что переходные отверстия закрыты маской с обеих сторон и в процессе сушки плат на при их производстве газовая полость внутри расширяясь повреждает металлизацию (я вижу на несмонтированных платах повреждения на части переходных отверстий маски с одной стороны)?
Поможет ли в данном случае, если я не буду закрывать маской переходные отверстия с одной стороны? А для защиты металлизации от коррозии в качестве финишного покрытия буду использоваать, например, иммерсионное золото...

Да, может
Заметные повреждения маски с одной стороны в вашем случае (скорее всего) - выход разогретого воздуха из отверстий при сушке/дублении маски, когда она еще в жидком состоянии. Задубленную маску воздухом не продавить. Кстати здесь кроется "бомба замедленного действия" при прорыве маски нарушается тентирование. Через образовавшееся отверстие воздух имеет доступ к незащищенной меди на стенках отверстия. В итоге ускоренное окисление и выход платы из строя в процессе коррозии.
Иммерсионное золото не поможет, в силу специфики процесса иммерсии.
На МПП специального назначения изготавливаемых с горячим лужением вскрывают переходные отверстия от маски. Стенки отверстий лудятся. В моей практике, при нормально отрегулированном процессе, лудились без проблем отверстия 0,3

[Partizan11]

Хм. У меня именно HASL. Просто мне как-то говорили, что лужение отверстий диаметром 0.2мм при использовании HASL неэффективно из-за поверхностного натяжения. Я и позакрывал все маской. Можете тогда внести ясность: какие финишные покрытия надежны для защиты металлизации именно таких отверстий (собственно только с ними и проблема)?

Причина редактирования: overquoting

[grts]

Если отверстия 0,2, то, боюсь иного выхода кроме как принудительная забивка переходных отверстий компаундом или медью нет. Я тоже сомневаюсь, что удастся пролудить отверстия такого диаметра.
Если не использовать заполнитель отверстий, то остается точно отладить техпроцесс, не допускающий перегрев платы при пайке или слишком быстрый ее нагрев (т.е. термоудар).
Перед монтажом платы обязательно сушить!!!

Причина редактирования: overquoting

[Partizan11]

А объясните плиз, почему не годится иммерсионное золото? Вроде как оно должно проникать в отверстия даже малого диаметра? Или просто толщина его слоя почему то не достаточна? Или я чего-то (и много чего) не понимаю. :-)

Причина редактирования: overquoting

[grts]

Позволю себе процитировать своего коллегу )) :
"процесс ENIG (Electroless Nickel / Immersion Gold), - Наносимое химическим методом финишное покрытие, представляет собой тонкую золотую пленку, наносимую поверх подслоя никеля. Функция золота — обеспечивать хорошую паяемость и защищать никель от окисления, а сам никель служит барьером, предотвращающим взаимную диффузию золота и меди. Толщина подслоя Ni 3-5 мкм, слоя Au: 0,07-0,1 мкм. Данное покрытие имеет плоскую поверхность и равномерную толщину, что особенно важно для компонентов с мелким шагом, с шариковыми выводами (BGA), а также для СВЧ плат".
Так как процесс представляет из себя химическое осаждение золота на никель, то (утрируя) вам сначала надо покрыть переходные отверстия никелем, а потом осадить на стенки отверстий золото. Учитывая разницу процессов между химическим осаждением и гальваническим покрытием можно сказать , что в отверстиях диаметра 0,2 вы не получите ничего.

Сообщение отредактировал grts - Feb 9 2010, 06:57

[Andrew Marinych]

Помимо необходимости соблюдения режимов пайки хочу отметить, что уход сопротивления при нагреве и потеря контакта может быть вызван тонкой металлизацией в отверстии, особенно учитывая малый диаметр отверстия. Хорошо бы сделать шлифы в проблемных отверстиях, тогда ситуация станет более понятной. Однозначно списывать проблему на маску в отверстиях и термоудар я бы не стал, где тонко там и рвется.

[Partizan11]

Угу, понял. Знать бы еще как их правильно вырезать-смотреть.
и еще хотелось бы все же уяснить окончательно с вопросом возможности металлизации переходных. Есть где-нибудь четкая информация какие диаметры переходных какими финишными покрытиями можно металлизировать.
Я не технолог поэтому просто ссылка на технологию мне не очень много говорит. (это уже не в ответ Вам - это снова вопрос ко всем знающим)

Причина редактирования: overquoting

[grts]

Знать бы еще как их правильно вырезать-смотреть.

Для этого существует металлографическая лаборатория. Без должного оборудования соваться туда нечего, да и бесполезно. Можете договориться с поставщиком о предоставлении вам на вашу партию ПП контрольных шлифов на интересующие вас отверстия

Есть где-нибудь четкая информация какие диаметры переходных какими финишными покрытиями можно металлизировать.

Не заморачивайте себе голову. Финишные покрытия предназначены исключительно для решения вопросов пайки и к металлизации отверстий не имеет никакого отношения.

[PCBtech]

Угу, понял. Знать бы еще как их правильно вырезать-смотреть.
и еще хотелось бы все же уяснить окончательно с вопросом возможности металлизации переходных. Есть где-нибудь четкая информация какие диаметры переходных какими финишными покрытиями можно металлизировать.
Я не технолог поэтому просто ссылка на технологию мне не очень много говорит. (это уже не в ответ Вам - это снова вопрос ко всем знающим)

По поводу увеличения сопротивления отверстий при нагреве - это явный признак разрыва стакана металлизированного отверстия по кругу.
Причины разрыва могут быть разные. Надо знать, из какого материала сделаны платы, сколько было циклов нагрева, до какой температуры и в течение какого времени.
Если платы китайского производства, то есть вероятность, что толщина стенки металлизации меньше, чем 25 мкм.
Пластичность меди в отверстии тоже может быть разная, а это сильно влияет на устойчивость платы к термоудару при нагреве.

Я бы рекомендовал:
а) для многослойных плат использовать материал с повышенной температурой стеклования (FR4 High Tg 170 или 180).
Особенно если на плате есть бессвинцовые BGA и температура пайки повышенная.
б) не заказывать в непроверенном месте
в) при заказе всегда указывать, что обязательное требование - толщина меди в отверстии не менее 25 мкм.

Что касается защиты переходных отверстий - универсального ответа Вам никто не даст.
- Вариант с небольшим вскрытием маски для "пролуживания" или "покрытия золотом" - для отверстий диаметром 0.2 мм не очень хорош, но так действительно многие делают.
- Вариант с заполнением отверстий компаундом - более удобен, но не все производители его делают, и важно знать, можно ли его делать для отверстий диаметром 0.2 (насколько надежно заполнится отверстие).

В любом случае - Вам лучше было бы пообщаться с производителем плат, предварительно вооружившись графиками термопрофилей, по которым был проведен монтаж.

[Cheprak_nicevt]

99,9% Это металлизация!!! Из-за маски ничего подобного быть не может и финишное покрытие тут не причем. Разве что, косвенно HASL виноват в том, что он проводится при температуре 260-280 градусов и рвет плохую или тонкую металлизацию. При периодических испытаниях проводятся термоудары схожие с операцией HASL, эти термоудары как раз проводятся для определения качества металлизации (контролируется наличие трещин в пистонах, пластичность меди в отверстиях и толщина меди).
Приносите! Сделаем шлиф и подтвердим все мои слова

По поводу увеличения сопротивления отверстий при нагреве - это явный признак разрыва стакана металлизированного отверстия по кругу.
Причины разрыва могут быть разные. Надо знать, из какого материала сделаны платы, сколько было циклов нагрева, до какой температуры и в течение какого времени.
Если платы китайского производства, то есть вероятность, что толщина стенки металлизации меньше, чем 25 мкм.
Пластичность меди в отверстии тоже может быть разная, а это сильно влияет на устойчивость платы к термоудару при нагреве.

Как всегда на шаг впереди

[Partizan11]

Причины разрыва могут быть разные. Надо знать, из какого материала сделаны платы, сколько было циклов нагрева, до какой температуры и в течение какого времени.
Если платы китайского производства, то есть вероятность, что толщина стенки металлизации меньше, чем 25 мкм.
Пластичность меди в отверстии тоже может быть разная, а это сильно влияет на устойчивость платы к термоудару при нагреве.

Я бы рекомендовал:
а) для многослойных плат использовать материал с повышенной температурой стеклования (FR4 High Tg 170 или 180).
Особенно если на плате есть бессвинцовые BGA и температура пайки повышенная.
б) не заказывать в непроверенном месте
в) при заказе всегда указывать, что обязательное требование - толщина меди в отверстии не менее 25 мкм.

Ага... вот оно еще в чем дело может быть... Меднение в отверстиях если китайский report не врет - 27мкм. Вроде как не меньше чем надо. А вот материал... У меня был просто FR4. и монтированлись PbFree BGA. Не скажите, частая ли причина разрыва отверстий в случае, если материал имеет низкую температуру стеклования?

[PCBtech]

Ага... вот оно еще в чем дело может быть... Меднение в отверстиях если китайский report не врет - 27мкм. Вроде как не меньше чем надо. А вот материал... У меня был просто FR4. и монтированлись PbFree BGA. Не скажите, частая ли причина разрыва отверстий в случае, если материал имеет низкую температуру стеклования?

Многочисленные исследования и публикации показывают, что при бессвинцовой пайке (на повышенной температуре) платы из обычного FR4 получают чрезмерные нагрузки именно в переходных отверстиях, за счет того, что очень долгое время стеклотекстолит нагрет выше критической температуры (Tg - температура стеклования).

Мы, например, сейчас все многослойки начиная от 6 слоев и выше делаем только на материале High Tg, обычный FR4 не используем.