Betrouwbaarheidstesten en foutenanalyse van printplaten met blinde, ingegraven gaten.
2026-02-02 16:28【V】Printplaten met blinde, ingegraven gaten worden veel gebruikt in hoogwaardige elektronische producten met extreem hoge betrouwbaarheidseisen. Welke belangrijke betrouwbaarheidsindicatoren moet je als PCB-engineer in de gaten houden? Wat zijn de meest gebruikte testmethoden?
De belangrijkste betrouwbaarheidsindicatoren omvatten geleidingsbetrouwbaarheid, temperatuurbestendigheid, vocht- en hittebestendigheid en trillingsbestendigheid. Deze indicatoren bepalen direct de levensduur en stabiliteit van het product bij daadwerkelijk gebruik. De gangbare testmethoden moeten worden gekozen op basis van de kenmerken van de indicatoren, zodat de testresultaten geschikt zijn voor de praktijk.
De betrouwbaarheid tijdens bedrijf is de basisindicator, die voornamelijk de prestaties en stabiliteit van de koperlaag van het blinde boorgat evalueert. De belangrijkste testonderdelen omvatten de DC-weerstandstest, de continuïteitstest en de koperdiktemeting. Bij de DC-weerstandstest wordt met een microweerstandsmeter de weerstand van de blinde boorgaten gemeten. De standaardwaarde is over het algemeen ≤ 0,05 Ω. Een te hoge weerstand duidt op een te dunne koperlaag of problemen zoals onvolledige lassen of lijmresten. De continuïteitstest meet de stroomtoevoer naar alle blinde boorgaten met een continuïteitsmeter om te controleren of er geen onderbrekingen of kortsluitingen zijn. De koperdiktemeting wordt uitgevoerd met een metallografische microscoop of röntgendiktemeter om de dikte van de koperlaag op de boorgatwand te meten. De standaardwaarde is over het algemeen niet minder dan 20 μm. Tijdens het ontwerp is het noodzakelijk om de parameters van het kopergalvanisatieproces te optimaliseren om een uniforme koperdikte te garanderen. Na de productie is een 100% continuïteitstest vereist om defecte producten op te sporen.
De betrouwbaarheid van de temperatuurbestendigheid evalueert de stabiliteit van printplaten met blinde printgaten in omgevingen met hoge en lage temperaturen. De belangrijkste testonderdelen omvatten temperatuurcyclustests bij hoge en lage temperaturen en verouderingstests bij hoge temperaturen. De temperatuurcyclustest bij hoge en lage temperaturen wordt uitgevoerd in een testkamer voor hoge en lage temperaturen. De testomstandigheden liggen doorgaans tussen -40 °C en 125 °C, met 500 cycli van elk 30 minuten. Na afloop van de test wordt de verandering in de geleidingsweerstand van het blinde printgat gemeten. Als de veranderingssnelheid van de weerstand ≤ 10% is, voldoet de temperatuurbestendigheid aan de eisen. De verouderingstest bij hoge temperaturen wordt uitgevoerd in een testkamer voor hoge temperaturen, waarbij de printplaat gedurende 1000 uur op een constante temperatuur van 150 °C wordt gehouden. Na afloop van de test wordt gecontroleerd of het blinde printgat problemen vertoont, zoals afbladdering van de koperlaag en scheuren in de printgatwand. De temperatuurbestendigheid en betrouwbaarheid van blinde, ingegraven gaten hangen voornamelijk af van de hechtkracht tussen de koperlaag en het plaatmetaal en de hittebestendigheid van het plaatmetaal. Bij het ontwerp moet daarom een plaatmetaal met een goede hittebestendigheid worden gekozen (zoals FR-4 met een glastemperatuur van Tg ≥ 150 °C) om het behandelingsproces van de gatwand te optimaliseren en de hechtkracht tussen de koperlaag en de gatwand te versterken. Vermijd het plaatsen van veel blinde, ingegraven gaten in gebieden met hoge temperaturen om de impact van hoge temperaturen op de betrouwbaarheid van de interconnectie te verminderen.
De betrouwbaarheid van de vocht- en hittebestendigheid evalueert de corrosiebestendigheid en geleidbaarheidsstabiliteit van het product in vochtige omgevingen met hoge temperaturen. De kern van deze test is de vocht-hittecyclustest. Deze test wordt uitgevoerd in een vocht-hittetestkamer, waarbij de testomstandigheden doorgaans 85 °C/85% RH zijn, met een constante temperatuur en luchtvochtigheid gedurende 1000 uur. Een andere test is de vocht-hittecyclustest (40 °C/90% RH tot 85 °C/85% RH, 200 cycli). Na de test worden de geleidbaarheid en het uiterlijk van de blinde gaten gecontroleerd. Corrosie van de koperlaag, onderbrekingen in het circuit of andere problemen duiden erop dat de betrouwbaarheid van de vocht- en hittebestendigheid niet aan de norm voldoet. In een vochtige omgeving kan vocht gemakkelijk de blinde gaten binnendringen, wat leidt tot oxidatie en corrosie van de koperlaag. Kies daarom plaatmateriaal en soldeermaskers met een goede vochtbestendigheid om de vochtbestendigheid van het product te verbeteren. Ontwerp bovendien drainagegaten rond de blinde gaten om waterophoping te verminderen.
De betrouwbaarheid van de trillingsbestendigheid evalueert het vermogen van producten om defecten aan blinde, ingegraven gaten te weerstaan die worden veroorzaakt door trillingen tijdens transport en gebruik. De belangrijkste testonderdelen zijn de trillingstest en de schoktest. De trillingstest wordt uitgevoerd met een trilmachine. De testomstandigheden zijn doorgaans 10-2000 Hz, een versnelling van 20 G en een trillingstijd van 1 uur (20 minuten in elk van de drie richtingen XYZ). De schoktest wordt uitgevoerd met een schoktestmachine. De testomstandigheden zijn doorgaans 50 G, een impacttijd van 11 ms en 3 schokken (1 in elk van de drie richtingen XYZ). Na de test wordt het blinde, ingegraven gat gecontroleerd op onderbrekingen, kortsluitingen of plotselinge weerstandsveranderingen om een stabiele geleiding in een omgeving met trillingen en schokken te garanderen. Tijdens het ontwerp moet de verbinding tussen het blinde, ingegraven gat en de componentaansluiting worden geoptimaliseerd om te voorkomen dat het blinde, ingegraven gat zich direct in een trillingsgevoelig gebied bevindt (zoals onder de componentpin). Verbeter de versteviging rondom het blind begraven gat, bijvoorbeeld door aardingsbuizen rondom het gat aan te leggen om de mechanische sterkte te vergroten.
V: Als de printplaat met blinde gaten in de printplaat de betrouwbaarheidstest niet doorstaat, hoe moet de foutanalyse dan worden uitgevoerd om de oorzaak te achterhalen?
【Antwoord】De foutanalyse van printplaten met blinde, ingebedde gaten moet het volgende proces volgen: uiterlijke observatie → prestatietest → microscopische analyse → oorzaakbepaling. In combinatie met professionele apparatuur en proceservaring moet de oorzaak van de fout nauwkeurig worden vastgesteld. Ten eerste moet het uiterlijk worden geobserveerd. Gebruik een vergrootglas of microscoop om het uiterlijk van het defecte product te bekijken en te controleren of het blinde, ingebedde gat problemen vertoont, zoals scheuren in de gatwand, afbladderende kopercoating, beschadiging van het soldeermasker, enz., en beoordeel in eerste instantie het type fout (bijvoorbeeld mechanische fout, corrosiefout). Ten tweede moet de prestatietest de geleidbaarheid van het blinde, ingebedde gat meten met een geleidbaarheidsmeter en een microweerstandsmeter om de locatie van de fout te bepalen (bijvoorbeeld een blind gat van een bepaalde orde, een ingebed gat). Gebruik een infrarood warmtebeeldcamera om de opwarming van het defecte gebied te detecteren en te controleren of er sprake is van een lokale kortsluiting of slecht contact. Ten derde wordt microscopisch onderzoek uitgevoerd. Met behulp van een metallografische microscoop wordt de dwarsdoorsnede van het defecte blinde boorgat bekeken en worden de dikte van de koperlaag, de ruwheid van de boorgatwand, de resterende lijm op de bodem van het boorgat, de hechting tussen de lagen, enzovoort gecontroleerd. Scanningelektronenmicroscopie (SEM) en een energiespectrumanalysator (EDS) worden gebruikt om de elementaire samenstelling van het defecte gebied te analyseren en te controleren op corrosie, oxidatie of verontreiniging. Ten slotte wordt de hoofdoorzaak vastgesteld. In combinatie met de ontwerpparameters, het productieproces en de testresultaten wordt de oorzaak van het defect achterhaald. Als het een ontwerpprobleem betreft (zoals een te kleine boorgatafstand en een onvoldoende dikke koperlaag), moet het ontwerp worden geoptimaliseerd. Als het een probleem in het productieproces betreft (zoals een afwijking in de boordiepte of onredelijke parameters voor het kopergalvanisatieproces), moet het productieproces worden aangepast. Als het een materiaalprobleem betreft (zoals een slechte temperatuurbestendigheid van de plaat en een onvoldoende vochtbestendigheid van het soldeermasker), moet het juiste materiaal worden gebruikt ter vervanging. Na een foutenanalyse moeten gerichte verbeteringsmaatregelen worden geformuleerd en moet het effect van de verbetering worden geverifieerd door middel van een tweede test om ervoor te zorgen dat het probleem volledig is opgelost.
Ontvang de laatste prijs? We reageren zo snel mogelijk (binnen 12 uur)