Алгоритм - Учебный центр

Версия сайта для слабовидящих
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Разрушительные механизмы и причины отказов в электронных узлах на печатных платах.

Разрушительные механизмы и причины отказов в электронных узлах на печатных платах.

В электронной аппаратуре повсеместно начинают использовать решения, повышающие плотность ее компоновки: микрочипы, технология chip-onchip и др. Эти решения позволяют получить оптимальное сочетание функциональности, производительности и надежности. Не снижается также тенденция к уменьшению геометрических размеров электронных систем. Всё это ведет к увеличению количества компонентов на единице площади печатной платы, а значит — к росту количества межсоединений, требований к их надежности и электрической изоляции между ними. Практика показывает, что именно эти элементы конструкции электронной аппаратуры становятся сегодня одной из основных причин ее отказов в процессе эксплуатации.

Давно общеизвестен факт, что отрицательное воздействие внешней среды непосредственно сказывается на показателях надежности печатных узлов и сборок выполненных по современным технологиям. При экстремальных условиях эксплуатации с целью увеличения срока службы и безотказности оборудования на печатные узлы принято наносить защитные покрытия. В зависимости от условий эксплуатации это могут быть акриловые или полиуретановые лаки, силиконовые материалы, эпоксидные смолы. Однако далеко не всегда перед нанесением влагозащитного покрытия должное внимание уделяется обеспечению чистоты поверхности печатного узла.

Влагозащита и отмывка печатных узлов: где здесь связь и в чем проблема? Почему так важно обеспечить отсутствие загрязнений на поверхности печатного узла перед нанесением влагозащитного покрытия и как проявляется плохое качество отмывки в процессе эксплуатации?

При нанесении влагозащитного покрытия необходимо обеспечить хорошую адгезию покрытия к печатному узлу, так как это позволит гарантировать высокую надежность и долговечность влагозащитного покрытия. Канифольные остатки флюса и активаторы в ряде случаев оказываются несовместимыми с применяемыми влагозащитными материалами и могут привести к значительному уменьшению адгезии. В результате происходит отшелушивание или отслаивание покрытия, ухудшение влагозащитных характеристик. Поэтому для обеспечения хорошей адгезии влагозащитного покрытия высокая чистота печатного узла является необходимым условием.

Принимая решение о необходимости отмывки перед нанесением влагозащиты, также важно понимать, что современные покрытия являются препятствием для сконденсировавшейся влаги и молекул загрязнений, но, в то же время, они «запирают» загрязнения, имеющиеся на поверхности печатного узла. Это означает, что не отмытые остатки флюса, а также другие загрязнения после нанесения влагозащитного покрытия остаются на поверхности печатного узла и сохраняют свои свойства на протяжении всего периода хранения и использования изделия. При нормальных условиях эксплуатации данное явление не представляет серьезной опасности. Но при эксплуатации в условиях повышенной влажности, воздействия солевого тумана, перепадов температур, запертые внутри загрязнения становятся существенной угрозой надежности изделия. Разрушительные механизмы на поверхности не отмытого печатного узла под влагозащитным покрытием могут быть спровоцированы различными факторами воздействия окружающей среды. Но результатом таких процессов, как правило, являются следующие дефекты:

- отслаивание влагозащитного покрытия (рис. 1);

- токи утечки между проводниками;

- уменьшение поверхностного сопротивления изоляции;

- коррозионное разрушение печатного узла;

- рост дендритов между проводниками, приводящий к короткому замыканию (рис. 2).

Поэтому эксплуатация печатного узла с загрязнениями под влагозащитным покрытием в жестких климатических условиях крайне нежелательна, так как может привести к преждевременному выходу устройства из строя.

В современной практике широкое распространение получают паяльные материалы категории «No clean» или «Не требующие отмывки». В свете данной тенденции возникает закономерный вопрос: «Можно ли, используя паяльные материалы «Не требующие отмывки», наносить влагозащитное покрытие, не отмывая после пайки печатный узел?»

Ответ в этом случае может быть только один: с целью обеспечения высокой надежности и долговечности как влагозащитного покрытия, так и электронного устройства в целом, качественная отмывка печатных узлов после пайки обязательна.

Для обеспечения высокой надежности современных электронных устройств необходимо предупредить самую малую вероятность проявления деградационных процессов, так как даже минимальные искажения сигналов или незначительные разрушения проводников печатного узла могут вызвать отказ или неправильное функционирование устройства. По этой причине требования к чистоте печатного узла при нанесении влагозащитного покрытия в условиях современного производства должны быть жесткими и категоричными.

«Солидные» производители четко соблюдают требования к чистоте поверхности печатного узла в соответствии с международным отраслевым стандартом J-STD001D «Требования к пайке электрических и электронных сборок».

 

Рис. 1. Отслаивание влагозащитного покрытия

Рис. 2. Дендритная коррозия печатного узла

Согласно данному изданию основными методами оценки качества отмывки являются:

- визуальная оценка чистоты поверхности печатного узла;

- тест на остатки канифольных загрязнений;

- тест на наличие органических загрязнений;

- количественная оценка ионных загрязнений;

- оценка поверхностного сопротивления (SIR-тест).

Визуальный контроль позволяет обнаружить механические частицы, соли, остатки флюса, шарики припоя и белый налет. Для данного метода контроля качества отмывки рекомендуется использовать визуальные системы с увеличением 20х или 40х. Критерием оценки является отсутствие видимых загрязнений на поверхности. Данный метод является наиболее простым и позволяет получить лишь субъективную оценку качества отмывки по наиболее явным, но не самым опасным загрязнениям. Современные паяльные материалы отличаются малозаметными остатками флюса после пайки. Из-за этого не всегда удается выполнить своевременный контроль отмывки, чтобы гарантировать высокую надежность электронных устройств.

По расположению участков печатного узла, изменивших цвет, и насыщенности цвета можно судить о степени опасности неудаленных остатков флюса (рис. 3). В большинстве случаев канифольные и органические загрязнения печатного узла могут быть легко и быстро обнаружены с помощью эффективных тестов Zestron Resin Test и Zestron Flux Test. В течение короткого промежутка времени и с минимальными материальными затратами данные решения помогают получить достоверную информацию о качестве отмывки печатных узлов.