Слаботочка Книги На рис. 13, 14 приведены экспериментальные графики изменения основных диэлектрических параметров печатных тест-плат с различными влагозащитньши покрытинми при воздействии повышенной влажности. I 1Р,ПВ11;Ц.ё; С,пФ Рис. 13. Зависимость параметров печатных тест-плат из материала ГФ-1-1,5 с покрытием лаком КО-990 от времени выдержки (относительная влажность 98%, температура О 1 2-3 * 40° С). Время, cytn Из анализа следует, что сопротивление изоляции постоянному току имеет один порядок в обоих случаях и по этому параметру нельзя отдать предпочтение какому-либо из исследуемых покрытий. Однако величина дестабилизации емкости и динамика ее изменения в процессе увлажнения резко отличаются друг от друга. Так, образец, покрытий эпоксидным компаундом ЭП-9114, изменял значение емкости через 96 ч испытаний приблизительно в 2 раза, а образец, покрытый кремнийорганическим лаком КО-990, - в 4 раза. 6 -5 - Рис. 14. Зависимость параметров печатных тест-плат из материала ГФ-1-1,5 с покрытием ЭП-9114 от времени выдержки (относительная влажность 98%, температура 40° С). г 1 о -1 -1,0 -100 - 10
Врепя, суш. Этот факт имеет существенное значение для критично настраиваемых по частоте радиотехнических устройств, смонтированных ка ПП, так как значительное изменение емкости печатного монтажа приводит к дестабилизации выходных параметров вплоть до полного нарушения работоспособности. Подобные явления опасны также и для коммутационной аппаратуры, работающей на постоянном напряжении, так как с увеличением емкостных потерь происходит перераспределение энергетических уровней, связанных с протеканием в момент включения (выключения) переходных процессов, которые способны привести к появлению паразитных каналов связи и нарушению передачи логической информации. Следовательно, такой параметр, как сопротивление изоляции постоянному току не может служить однозначным критерием для • оценки качества ПП. Для полной оценки необходимо знать, как влияет повышенная влажность на степень дестабилизации емкости печатного монтажа и характер ее изменения. Говоря о внутренних составляющих диэлектрических характеристик печатных плат, имеется в виду прежде всего наличие структурной неоднородности материалов подложки. Микроскопические исследсЬания показали, что пористость различных материалов очень отличается по своему характеру. Структура стеклопластиков на фенольных и кремнийорганических связующих рыхлая, имеет крупные поры, расположенные пр всей массе материала. В эпоксидных стеклопластиках поры в основном закрытые, края их ровные, четкие. Друте типы связующих занимают промежуточное положение. Наибольшую пористость имеют стеклопластики на основе кремнийорганических связующих, наименьшую - материалы на эпоксидных. Объемное содержание пор может меняться от 2 до 25%-Общая пористость стеклотекстолитов и гетинакса включает в себя сложную систему отдельных "и связанных между собой полостей различных размеров и конфигураций. Поры могут быть сквозные, тупиковые и закрытые. Сквозные поры имеют сложный профиль. Они состоят из отдельных полостей, связанных друг с другом трещинами в связующем и каналами между нитями стеклоткани по границе раздела стекло - связующее, а также каналами, образованными при удалении летучих продуктов во время отверждения связующего. Тупиковые поры связаны только с одной поверхностью стеклопластика, однако в условиях высокой влажности они могут существенно ухудшить диэлектрические свойства материалов. Закрытые поры сообщения с поверхностью не имеют и существенного влияния на диэлектрические свойства материала не оказывают. Но при некоторых внешних воздействиях (например, при механической обработке материала) часть закрытых пор может перейти в открытые. Методики контроля внутренней проводимости диэлектриков и печатных плат имеют существенное отличие. При контроле изоляционных материалов в объеме сверлятся отверстия и вставляются электроды специальной формы (рис. 6, е). В печатных платах роль таких электродов непосредственно могут выполнять металлизированные отверстия. Отличие заключается и в том, что в процессе металлизации отверстий на диэлектрик подложки воздействуют весьма активные химические реагенты. 34 При учете значительной гигроскопичности слоистых материалов и появлении дополнительных механических повреждений в процессе сверления и зенкования отверстий следует ожидать накопления большого количества химических загрязнений в структуре материала. В дальнейшем, при увлажнении, это способствует повышению проводимости, а в отдельных случаях может привести к электролитическому короткому замыкащгю цепи. Поэтому в конструкциях двусторонних ПП с металлизацией отверстий и МПП внутренняя составляющая проводимости может доминировать над поверхностной, тем более, что поверхностные химические загрязнения могут быть удалены дополнительными промывками и нейтрализацией. Химические загрязнения, попавшие внутрь материала, невозможно удалить какими-либо оперативными мерами, и поэтому присутствие их в значительных количествах в структуре материала приводит, как правило, к окончательному браку плат. Для количественного определения весомости внутренней составляющей в общей проводимости разработана специальная тест-плата, изображенная на рис. 15. Особенность ее состоит в Рмс. 15. Тест-плата для измерения внутренних диэлектрических характеристик печатных плат. том, что В ней в максимальной степени исключено влияние поверхностной составляющей проводимости и за счет расположения электродов исключена объемная составляющая проводимо- сти. Для исключения влияния поверхностной составляющей проводимости на результат измерения тест-плата с рядом металлизированных отверстий с запаянными в них контактами тщательно отмыта и очищена от поверхностных химических загрязнений и со всех сторон покрыта тремя слоями лака УР-231. С целью ускорения влагопоглощения объемом слоистого пластика в зоне измерительных контактов боковая поверхность вскрыта по всей площади тест-платы путем просверливания отверстий. Таким образом, предложенная тест-плата имитирует законченный производственный цикл изготовления плат и позволяет 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [10] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
|