Файл: Видершайн, М. Н. Производственный контроль параметров элементов цифровой автоматики.pdf

Выбор размера координатной сетки имеет очень большое зна­ чение, так как этим определяется конструкция и основные раз­ меры печатных плат, а также тип технологического оборудования и габаритные и присоединительные размеры изделий, предназна­ ченных для установки на платы, в том числе радиоэлементов и функциональных узлов. В ряде стран, в том числе в США и Анг­ лии, основной шаг координатной сетки принят равным 2,54 мм,

в интегральных микросхемах более мелкого шага координатной сетки Международной электротехнической комиссией рассматри­ вается вопрос о принятии сетки с шагом 1; 0,1 и 0,001 мм.

Помимо шага координатной сетки ГОСТ 10317— 72 устанавли­ вает диаметры отверстий в печатных платах, предназначенных для выводов монтажных элементов и функциональных узлов, и допу­ скаемые отклонения диаметров от номинальных значений. Тол­ щина плат из фольгированных слоистых пластмасс устанавли­ вается ГОСТ 10316— 62.

Внастоящее время широкое внедрение получают многослойные печатные платы. Преимущество интегральных микросхем можно использовать только в случае применения многослойного печат­ ного монтажа, так как в противном случае из-за большого ко­ личества выводов невозможно создать надежную и малогабаритную аппаратуру. На основе гибких многослойных печатных плат воз­ можно создание печатных кабелей, заменяющих собой обычные жгутовые соединения из набора проводов и обеспечивающих боль­ шую надежность и компактность соединения.

Впроекте публикации МЭК «Плакированные металлом ма­ териалы основания печатных плат» изложены основные методы испытаний материалов с металлическим покрытием, предназна­ ченным для применения в печатных платах. Указанные методы могут служить для получения дополнительных данных по основ­ ным параметрам и характеристикам схем с печатным монтажом и, как правило, они не должны входить в состав основных испы­ таний, которым подвергается изготовленная печатная плата, го­ товая к монтажу навесных элементов. Однако в отдельных слу­ чаях, когда достоверность данных об электрических, механи­

ческих и других свойствах оснований печатных плат недоста­ точна, некоторые методы испытаний могут быть включены в состав периодических или типовых испытаний печатных плат.

Все испытания материалов оснований печатных плат прово­ дятся на специально подготовленных для этой цели образцах. Перед началом испытаний, если это не оговорено особо, образцы помещают в нормальные атмосферные условия на время, доста­ точное для установления стабильности параметров образца.

Образцы подвергаются испытаниям на сопротивление фольги, поверхностное и объемное сопротивление материала основания, устойчивости к коррозии, прогибу и короблению платы, усилия

38

на отрыв металлического покрытий, прочности на отслаивания металлического покрытия после воздействия ряда внешних фак­ торов, воспламеняемости, водопоглощению и др.

Подготовка травленых образцов из покрытого медной фольгой основания состоит в промывке образца, печатания рисунка и травления меди, очистки и сушки образца после травления.

Как правило, для обеспечения необходимой точности рисунка на печатной плате его наносят фотоспособом, обеспечивающим заданную точность. Травление фольги рекомендуется произво­ дить водным раствором хлористого железа с использованием пульверизатора. Время травления образца не должно превышать 7— 15 мин и зависит от толщины фольги.

После травления образец промывают в проточной воде в тече­ ние 15—30 мин, а затем сушат. <

2. Контроль геометрических размеров

Международной электротехнической комиссией выпущен проект рекомендации «Общие требования и методы измерения для плат с печатным монтажом», которые распространяются на печатные платы, подготовленные к установке и монтажу навесных элемен­ тов, за исключением гибких и многослойных печатных плат. В соответствии с этим проектом все испытания печатных плат, если это не оговаривается особо, должны проводиться в нормаль­ ных климатических условиях.

Перед проведением измерений параметров печатных плат они должны предварительно выдерживаться в нормальных климати­ ческих условиях в течение 24 ч.

Общим смотром печатных плат определяется соответствие их техническим условиям и чертежам. При осмотре оцениваются дефекты, которые замечаются при использовании оптического устройства с трехкратным увеличением. При этом рекомендуется использование рассеянного света.

Измеряется толщина цлат и определяется их соответствие тех­ нической документации или стандартам. Требования к размерам отверстий печатных плат и допускам на них устанавливаются стандартами и чертежами на печатные платы. Для неметаллизированных отверстий номинальные значения диаметров должны выбираться из ряда: 0,6; 0,8; 1,0; 1,3; 1,6; 2,0 мм с допуском для первых двух значений ±0,05 мм и для остальных ±0,1 мм. Макси­ мальный диаметр металлизированных отверстий

Anax = D m in + 2 Д гат + А -А

где Dmax — максимальный диаметр металлизированного отвер­ стия;

Dmm — минимальный размер неметаллизированных отвер­ стий;

Тт1п— минимальная толщина покрытия;

39

Н — диаметр просверленного отверстия; АН — общее отклонение диаметра сверленого отверстия.

Устанавливается требование к минимальному значению. Тол­ щины гальванического покрытия. Допуск на длину и ширину не-

соответствия расположения рисунка и отверстий чертежам печат­ ных плат. Для проверки расположения рисунка и отверстий реко­ мендуется использование двух перпендикулярных координатных линий с определением с помощью измерительного инструмента соответствующих координат (рис. 6).

Точки А и В являются базовыми для установки плат на станке. При этом измеряют установленные техническими условиями допуски на расположение центров отверстий, расстояние между отверстиями, смещения отверстий и площадок, расположение рисунка относительно системы координат, совмещение двусторон­

него рисунка.

При определении допуска на расположение центров отверстий их отклонения от линии координат не могут превышать 0,05— 0,2 мм при расстоянии до линии координат, не превышающем 50 мм, и 0,1—0,4 мм при расстоянии до линии координат свыше 150 мм в зависимости от классов допусков.

Допуск на расстояние между двумя любыми отверстиями, как правило, не должен превышать величин 0,1— 0,4 мм при расстоя­ ниях между ними до 150 мм и 0,2— 0,8 мм при расстояниях свыше 150 мм. В отдельных случаях, когда точность расстояния между некоторыми отверстиями весьма существенна, на них следует устанавливать повышенные требования на допуски.

Для определения смещения отверстий и площадок, а также расположения рисунка относительно системы координат, как правило, необходимо измерять минимальную ширину проводя­ щего слоя площадок около отверстия, которое не должно быть меньше 0,5 установленной техническими условиями номинальной ширины проводников.

Для определения совмещения двустороннего рисунка опреде­ ляют допуски на смещения отверстий и площадок на обеих сто­ ронах печатных плат и по величине допусков определяют совмеще­ ние рисунков.

В случае, если отверстия в печатной плате имеют конусность, то необходимо проверять, чтобы меньший диаметр отверстия был расположен на стороне (при односторонней плате) с рисунком.

В готовых печатных платах контролируется ширина провод­ ника и расстояние между ними. Ширина проводника не должна отличаться от значения, указанного в чертеже на величину более ±0,05—0,4 мм в зависимости от класса допусков. При этом в до­ пуски на ширину проводника не включаются трещины, вмятины, отверстия, царапины или другие дефекты. Минимальная величина

40

расстояния между соседними проводниками устанавливается по формуле

дефектов в печатном монтаже, в частности волосяных трещин или разрывов, обнаруживаемых с применением оптического прибора с трехкратным увеличением. Допустимо наличие отверстий или дефектов по краям проводника при условии, если ширина про­ водника уменьшается при этом не более чем на 20%. В отдельных случаях наличие таких дефектов запрещается с особым указанием в технической документации. Длина дефекта L во всех случаях не может быть больше ширины проводника 5 (рис. 7). Размер отверстий и дефектов по краям замеряется оптическим инстру­ ментом с разрешающей способностью 0,025 мм. Особо проверяется наличие металлических частиц между проводниками. Номиналь­ ное расстояние между соседними проводниками может быть равно 0,4 мм или меньше в случае, если между ними не имеется никаких металлических частиц. При расстояниях, больших 0,4 мм, наличие частиц не должно уменьшать эффективное расстояние между проводниками более чем на 20% и, во всяком случае, до расстояния 0,4 мм. Количество металлических частиц между про­ водниками указывается в технических условиях.

3, Электрические испытания

Величина электрического сопротивления печатных проводников определяется на самых длинных и узких проводниках. Сопротив­ ление замеряется не менее чем на двух проводниках, с погреш­ ностью, не превышающей 5%. При этом ток следует устанавливать

41