[ArseGun 0]

С Резонитом/Микролитом работаем с 2008 г. Срочное и серийное производство. Только одно- и двухслойные платы, обычно с электроконтролем, десятки плат, многие сотни кв. дм. Сколько либо серьёзных проблем за всё время не было. Правда, до последнего заказа.

Последний заказ - почти 500 кв. дм., четырехслойная плата, проводник/зазор 0,22мм., минимальное переходное отверстие 0,3/0,7мм. Получили заказ, для пробы запаяли 2 платы, всё завелось с пол пинка. Отдали на сборку оставшиеся платы. После сборки входной контроль показал неработоспособность порядка 50% смонтированных плат. Я стал разбираться предметно с каждой платой из бракованных. Часть из них, незначительная, - дефекты монтажа. Но основная причина брака - дефекты переходных отверстий (п/о). Дефекты проявляются в виде обрыва п/о, либо, что значительно хуже, п/о имеют сопротивление от долей ома до десятков килоом. При этом дефектные п/о могут появляться при эксплуатации на ранее исходно работоспособной или отремонтированной плате. А это означает, что есть значительный шанс, что со временем нам придется за свой счёт поменять большинство плат с закупкой комплектующих, монтажом и прочими издержками. По предварительным оценкам потери могут составить до 3-х млн. руб. И это не считая неизбежных репутационных издержек. Я на восстановление плат потратил более двух месяцев, работа довольно кропотливая и трудоемкая, учитывая, что на уже смонтированной плате доступ ко многим п/о открыт только с одной стороны, а некоторые п/о закрыты элементами с обеих сторон. При этом, судя по сопроводительным документам от Резонита, платы прошли электроконтроль, что вызывает большие сомнения. Так, на одной из плат, например, имеется поясок непротрава меди между соседними проводниками шириной в 2мм.

Сейчас шеф думает, что делать с этой ситуацией. Я же, как инженер, имеющий право на своё усмотрение в том числе выбирать и производителя ПП, последующие заказы точно Резониту уже не отдам, хватит с нас одного раза. Что очень жаль, т.к. мне нравится их сервис заказов и работы с клиентами, да и со сроками они нас никогда не подводили.

[vladec 9]

Работаем давно и много, то что Вы описали случается не часто и только с серийными, то есть изготавливаемыми в Китае платами, похоже, что они не достаточно жестко контролируют китайцев и те, судя по характеру дефектов, просто не проводят электроконтроль, хотя он и заказан.

[ArseGun 0]

Работаем давно и много, то что Вы описали случается не часто и только с серийными, то есть изготавливаемыми в Китае платами, похоже, что они не достаточно жестко контролируют китайцев и те, судя по характеру дефектов, просто не проводят электроконтроль, хотя он и заказан.

 

При личном разговоре с технологом, который принимал наш заказ, была договоренность о том, что производство наших плат будет осуществлено не в Китае, а в Резоните. Так как в Резоните обещали сделать дней на 10 быстрее, чем в Китае. Где их делали по факту - знает только Резонит...

[Nicolai326 0]

ArseGun, Ваш случай похож на обсуждаемый недавно на форуме вопрос про обрыв переходных отверстий. Не помню тему, но вот цитата одного из участников: "Причина - температурный коэффициент линейного расширения по оси Z, т.е. перпендикулярно плоскости платы.Если в плоскости платы диэлектрик армирован стеклотканью и отьносительно мало расширяется с ростом температуры, то вдоль оси Z материал не армирован и расширение диэлектрика зависит только от своств смолы.Так получилось, что темп. коеф. лин. расширения смолы значительно больше чем у меди, образующей столбик металлизациии переходного отверстия. Медь имеет определенный предел пластичности, т.е. способна растягиваться без разрушения структуры. Но если, вследствие сильного расширения диэлектрика при нагревании, этот предел превысить, то произойдет разрыв столбика переходного отверстия. Этот дефект уже неустраним. И дефект этот связан не с изготовлением МПП, не с ее качеством, а с неправильностью монтажа.Эпоксидные смолы, применяемые для изготовления диэлектриков группы FR-4, это смолы диановой группы. Молекулы диановых смол имеют два радикала, образующих цепочку полимера. Именно цепочку - полимерная макромолекула линейная.

Высокотемпературные материалы, как правило, изготавливаются из тетрафункциональных эпоксидных смол. Молекулы этих смол имеют 4 радикала, поэтому макромолекула не линейная, а имеет сложную пространственную структуру. Кроме того, макромолекула тетрафункциональной эпоксидной смолы имеет значительно большую молекулярную массу, что значительно уменьшает подвижность, а значит приводит к меньшему расширению смолы при нагревании.

Для особых материалов, работающих при температурах до 200 градусов по Цельсию, используются мультифункциональные эпоксидные сомолы, имеющие еще более развитую пространственную структуру, еще большую молекулярную массу. Как следствие, еще меньший коеф. лин. расширения, еще большая температура стеклования и декомпозиции...

Все это очень актульно при монтаже многослоек. Особенно если используются очень мелкие переходные (0,25мм и меньше), а толщина платы превышает стандартные 1,6мм. И особенно если монаж изделия происходит по безсвинцовой технологии.

Если нужны выкладки с данными и расчетами - дайте знать, выложу."

Может дело именно в перегреве плат при монтаже или некачественной основе для плат?

[ArseGun 0]

...Может дело именно в перегреве плат при монтаже или некачественной основе для плат?

 

Первоначальная версия наиболее вероятной причины дефекта п/о была именно версия с перегревом плат в печке при запекании паяльной пасты, брак Резонита рассматривался как наименее вероятная причина. Однако термопрофиль в печи выставлен под пайку свинцовых паст и компонентов, пиковая температура 232 гр.С (специально проверили внешней термопарой), до этого запаивали тысячи плат с таким термопрофилем, проблем с п/о не было, правда и платы были только двухслойные. Брак возник именно на 4-х слойке, материал - стандартный FR-4, толщина платы 1,5мм., п/о 0,3мм. Как я уже сообщал выше, вызывает сомнения, что платы прошли 100% электроконтроль, на одной плате я обнаружил мостик непротрава меди шириной 2мм. между двумя сегментами трасс, принадлежащих разным цепям и такая плата просто не должна была пройти процедуру электроконтроля. Ладно, допустим, эта плата как-то выпала из пакета плат, прошедших электроконтроль и все прочие прошли его без проблем. Но тогда получается всё равно, что платы Резонитом были сделаны с нарушением техпроцесса, раз произошло разрушение п/о в печи проверенным и вовсе не экстремальным профилем пайки.

[Andreas1 1]

При личном разговоре с технологом, который принимал наш заказ, была договоренность о том, что производство наших плат будет осуществлено не в Китае, а в Резоните. Так как в Резоните обещали сделать дней на 10 быстрее, чем в Китае. Где их делали по факту - знает только Резонит...

Как раз по китайскому варианту такого не бывает, это фирменный косяк местного резонитовского производства. При разборках вам будут много рассказывать, типа поста выше. Но объяснить, почему этого не было раньше и не бывает на китайских платах не смогут.

[sch 0]

Хотя все относительно: даже одного звонка в московское представительство пс-электро хватило, чтобы понять, что они еще хуже.

Не хочу навязывать свое мнение, но свои впечатления выскажу, пожалуй. У ПС-Электро заказываем давно (лет 10 наверное), никогда таких проблем как в этой теме не было. Уж переходные не отказывают точно. Мы, в силу территориального расположения, общаемся напрямую с Новосибирском. Но один раз для стороннего заказчика из Москвы пришлось пообщаться с московским офисом... это жесть: они ничего не читают (то же задание на производство), никого не слушают и не понимают...

А в резоните заказывал платы ок. 10 лет назад - сделали очень хорошо. Долгое время делали у них трафареты, тоже все без проблем. Один раз пришел гнутый трафарет (транспортная виновата) - переделали без проблем. Другой раз был просто брак, одна апертура не дорезана - тоже переделали. Просто сейчас нашел более удобный сервис и меньшие цены при отличном качестве, поэтому в резоните теперь не заказываем трафареты.

[Andreas1 1]

Просто сейчас нашел более удобный сервис и меньшие цены при отличном качестве, поэтому в резоните теперь не заказываем трафареты.

http://laser-trafaret.ru/ ?

[vazz 0]

Может дело именно в перегреве плат при монтаже или некачественной основе для плат?

 

Дело, скорее, в экономии на материалах, которыми обеспечивается соединение столба переходного отверстия. У нас тоже термопрофиль печи проверялся внешним прибором неоднократно. А по поводу многочисленных заусенцев под маской - тут хоть грей, хоть х...ем бей. Обещался я тут пальцем ткнуть в производителя, аналогичного резониту-микролиту, по ценам и срокам очень схоже с ФНПЦ ОАО НПО МАРС. Заказали для пробы экспрессом за 4-5 дней 5 плат (тех самых, на которых резонит-микролит косячил систематически последнее время), плат не меняли, т.е. фотошаблон был изготовлен заново по тому же герберу. Нареканий пока нет и быть не может, потому как их еще не собирали. По внешнему виду заусенцев не обнаружено, толщина дорожек выполнена строго в соответствии с гербером (сравнили с резонитом - они зачем-то утолщают тонкие дорожки с исходной толщиной 0,2мм, нпо марс ничего не утолщали). Есть дефекты маски вокруг больших отверстий ф4мм с металлизацией в виде то ли вздутия, то ли утолщения слоя маски. Данные дефекты на работоспособность платы в нашем случае не окажут влияния, т.к. большие отверстия у нас только по краям платы и расстояние от них до основной разводки дорожек приличное. Вобщем соберем, посмотрим как будут работать.

 

А в резоните заказывал платы ок. 10 лет назад - сделали очень хорошо.

 

Уж не помню что там 10 лет назад было с валютой, сейчас экономические рамки, возможно, другие.

 

Долгое время делали у них трафареты, тоже все без проблем.

 

с трафаретами все ок, подтверждаю.

[bigor 0]

... Однако термопрофиль в печи выставлен под пайку свинцовых паст и компонентов, пиковая температура 232 гр.С (специально проверили внешней термопарой), до этого запаивали тысячи плат с таким термопрофилем, проблем с п/о не было, правда и платы были только двухслойные. Брак возник именно на 4-х слойке, материал - стандартный FR-4, толщина платы 1,5мм., п/о 0,3мм.

Давайте посчитаем.

Вот даташит на типичный FR4 материал.

ILM_GF212_FR4.pdf

Температура стеклования - 132 градуса

ТКЛР до температуры стеклования - 70*10^-6

ТКЛР после температуры стеклования - 280*10^-6

Получим прирост толщины:

(132-20)*70*10^-6+(232-132)*280*10^-6 = 0,03584 т.е. около 3,6% (без учета отклонений величин в минус, иначе будет еще больше - порядка 4%)

Пластичность гальванической меди (которая в переходном на стенках) на разрыв чуть более 3% (точно не помню, кажется 3,3%)

Т.е. получатся, что МПП изготовленная из такого материала будет прибавлять в толщину при нагревании по Вашему термопрофилю как раз чуточку больше, чем медь в переходном сможет выдержать не разрушаясь.

 

Большое значение на прочность меди в канале ствола металлизации оказывает ее толщина - чуть меньше 20мкм и ни о каких 3% пластичности уже говорить не приходится. А в мелких переходных обеспечить одинаковую толщину меди на стенке на всем протяжении переходного - та еще проблема: ближе к поверхности - толще, ближе к центру - тоньше.

Тут бы не 20мкм стандартных, а все 25-30мкм во всем столбике - было бы отлично.

Кроме того, на ДПП, как правило, отверстия редко делаются мелкого диаметра, в качестве финиша применен ХАЛ и отверстия не закрыты маской. Т.е. поверх меди в переходном добавляется довольно толстый слой олово-свинец, который более пластичен чем медь и обеспечит целостность контакта в переходном отверстии даже при растрескивании меди...

 

Как я уже сообщал выше, вызывает сомнения, что платы прошли 100% электроконтроль, на одной плате я обнаружил мостик непротрава меди шириной 2мм. между двумя сегментами трасс, принадлежащих разным цепям и такая плата просто не должна была пройти процедуру электроконтроля. Ладно, допустим, эта плата как-то выпала из пакета плат, прошедших электроконтроль и все прочие прошли его без проблем.

Проходила ли плата электроконтроль легко проверить самому если в качестве финиша используется ХАЛ. На всех контактных площадках остаются маленькие оттиски от контакта сос щупами адаптера - в боковом свете их прекрасно видно под лупой.

Но тогда получается всё равно, что платы Резонитом были сделаны с нарушением техпроцесса, раз произошло разрушение п/о в печи проверенным и вовсе не экстремальным профилем пайки.

Скорее всего имело место не само по себе нарушение техпроцесса, а небольшое несоответствие + не совсем подходящий для МПП материал.

Нарушение процесса металлизации легко определить по микрошлифу, который совсем не сложно сделать самому из отказавшей платы.

Если толщина меди в канале металлизации хотя бы в одном месте менее 20мкм - смело можно предъявлять претензию к качеству.

[ArseGun 0]

To bigor:

 

Дело в том, что перед производством Резонитом основной партии мы заказывали прототипные платы (10 шт.), которые и были сделаны Микролитом на срочном производстве. Эти прототипные платы были запаяны, смонтированы в устройства и без нареканий работают вот уже почти полгода. Правда есть разница между прототипными платами и основной партией, заключающаяся в покрытии контактных площадок. В первом случае это было иммерсионное серебро, а во втором - HAL. Может здесь собака порылась? Ну ещё другой цвет паяльной маски...

[agregat 0]

Я правильно понимаю, что ребята получили некачественные платы, затем ночами пережигали перемычки, и после всего поставили изделия на таких платах на производство где есть требования по взрывобезопасности.

[ArseGun 0]

Давайте посчитаем.

Температура стеклования - 132 градуса

ТКЛР до температуры стеклования - 70*10^-6

ТКЛР после температуры стеклования - 280*10^-6

Получим прирост толщины:

(132-20)*70*10^-6+(232-132)*280*10^-6 = 0,03584 т.е. около 3,6% (без учета отклонений величин в минус, иначе будет еще больше - порядка 4%)

Пластичность гальванической меди (которая в переходном на стенках) на разрыв чуть более 3% (точно не помню, кажется 3,3%)

Т.е. получатся, что МПП изготовленная из такого материала будет прибавлять в толщину при нагревании по Вашему термопрофилю как раз чуточку больше, чем медь в переходном сможет выдержать не разрушаясь.

 

Спасибо за расчёты и даташит на текстолит, но существуют и другие данные относительно пластичности гальванической меди. Так, согласно ГОСТ 23752-86 "Платы печатные. Общие технические условия" не допускается снижения до 4% величины относительного удлинения меди. Этот параметр напрямую зависит в первую очередь от качества электролита для меднения. А качество электролита ухудшается по мере накопления в нем органических примесей. Рекомендуется систематически проводить контроль электролита по пластичности медного осадка, не допуская снижения относительного удлинения менее 10%. Естественно, существенное значение имеет также толщина металлизации в отверстии, которая должна быть не менее 20мкм для ДПП и 25мкм для МПП. В прикрепленном файле об этом подробнее.

2006_03_30.pdf

[Ruslan1 17]

Кроме того, на ДПП, как правило, отверстия редко делаются мелкого диаметра, в качестве финиша применен ХАЛ и отверстия не закрыты маской. Т.е. поверх меди в переходном добавляется довольно толстый слой олово-свинец, который более пластичен чем медь и обеспечит целостность контакта в переходном отверстии даже при растрескивании меди...

Извините, переспрошу: то есть для потенциального улучшения качества платы лучше не закрывать переходные маской? Это положительно сказывается только начиная с какого-то диаметра отверстий? Это теоретически поможет увеличить надежность?

 

Сам недавно наткнулся на проблему (платы- не Резонит!) с переходными на одной из пяти смонтированных прототипов, 4-слойка , и сами платы были с электроконтролем, паялись в печи. Вот и интересуюсь, где еще соломку подстелить.

[bigor 0]

... Правда есть разница между прототипными платами и основной партией, заключающаяся в покрытии контактных площадок. В первом случае это было иммерсионное серебро, а во втором - HAL. Может здесь собака порылась? Ну ещё другой цвет паяльной маски...

Возможно.

Все иммерсионные покрытия - щадящие в плане теплового воздействия на платы. Самое горячее - иммерсионное золото, если не ошибаюсь - аж 90 градусов.

ХАЛ - это окунание на 10 секунд платы в расплав олово-свинец или в почти чистое олово при безсвинце...

Температура припоя в ванне ХАЛ аж никак не 183 градуса. Да и погружение в ванну практически моментальное, в отличие от пайки на конвейере, где есть зоны подъема температуры и прехета. Перед маканием платы в ванну с припоем она тоже подвергается флюсованию и предварительному прогреву, но, ИМХО, термоудар там однозначно жоще чем в печке при пайке...

Вполне допускаю, что при нанесении ХАЛа медь в переходных отверстиях подустала, а при пайке (особенно если платы паялись с двух сторон, в два захода) - к меди в переходных пришел пушистый зверь...

Маска тут ни причем...

 

Извините, переспрошу: то есть для потенциального улучшения качества платы лучше не закрывать переходные маской? Это положительно сказывается только начиная с какого-то диаметра отверстий? Это теоретически поможет увеличить надежность?

 

Сам недавно наткнулся на проблему (платы- не Резонит!) с переходными на одной из пяти смонтированных прототипов, 4-слойка , и сами платы были с электроконтролем, паялись в печи. Вот и интересуюсь, где еще соломку подстелить.

Предполагается, что для ДПП с ХАЛом наличие дополнительного слоя припоя поверх меди в канале переходного потенциально повышает живучесть переходных при пайке.

Это только предположение!!!

 

Закрытие или не закрытие переходного маской на МПП никак на качество металлизации не скажется.

Все зависит только от кривости производства, от того откуда руки растут у технологов и используемых техпроцессов гальваники.

Если плата будет с BGA то Вы переходные полюбому будете тентировать маской...

Проблема с переходными и их надежностью не нова и по прежнему актуальна для многих заказчиков, которые осваивают технологию МПП (раньше обходились ДПП).

Еще раз - основные принципы:

1) хотите качественных и надежных плат, заказывайте их у нормального и проверенного производителя. Спрашивайте рекомендаций друзей, монтажников, случайных знакомых :) Съездите на производство, если позволяют условия. Оцените оборудование, квалификацию персонала, культуру производства. И задавайте вопросы - чем больше глупых вопросов зададите, тем полнее будет у Вас картинка о производстве. И не нужно скромничать и боятся казаться некомпетентным - компетентные специалисты на экскурсии не ездят ;)

2) для минимизации проблем, используйте HiTg или MidTg материалы с хорошей термостабильностью - требуйте у производителя даташиты на материалы из которых он платы делает. В первую очередь важна термостабильность (малые значения ТКЛР по Z выше температуры стеклования), но высокая температура стеклования - лишний плюс (соломка, которую хочется подстелить).

3) не используйте ХАЛ на многослойках - любите свой труд. Не убивайте платы лишним термоударом еще на этапе их производства. МПП чувствительны к термоудару гораздо больше, чем ДПП, поскольку кроме собственно меди в канале переходного есть еще контакт внутреннего слоя со столбиком металлизации, который весьма не трудно разрушить даже не порвав металлизацию в переходном отверстии.

4) на сложных МПП с BGA применяйте технологию заполнения переходных с последующим выравниванием и металлизацией поверхности (тип VII согласно IPC-4761 – "Filled and Capped Via") - дороговато, особенно при малых сериях и прототипах, но оно того стоит, особенно при высокой плотности монтажа компонентов, а в случае сложных плат с кучей слоев, так практически на стоимость и не сказывается.

 

Конечно, платы на HiTg диэлектриках, да еще с иммерсионным покрытием, дороже чем из noname FR4 материала с ХАЛом. Но если Вам не нужен потом адский геморрой с ремонтами плат, с массовыми отказами переходных отверстий, с реболингом BGA (часто весьма не дешевых), то лучше приплатить и спать потом спокойно...

Это мое мнение и обосновал я его для себя лет 12 назад и до сих пор мне удавалось доказывать свою точку зрения всем директорам с которыми доводилось работать за это время.

 

Так, согласно ГОСТ 23752-86 "Платы печатные. Общие технические условия" не допускается снижения до 4% величины относительного удлинения меди.

Спасибо за статью. Не читал ранее.

Ткните меня пожалуйста носом в то место в ГОСТ где это сказано. Просто он не маленький по объему - лень его всего перечитывать, все равно ведь не пригодится в дальнейшем.

Этот параметр напрямую зависит в первую очередь от качества электролита для меднения. А качество электролита ухудшается по мере накопления в нем органических примесей. Рекомендуется систематически проводить контроль электролита по пластичности медного осадка, не допуская снижения относительного удлинения менее 10%.

Конечно. Даже спорить не буду, что качество меди в переходном зависит от состояния электролита. А так же еще от способа осаждения - известно что при прямой металлизации с использованием импульсных токов качество гальваники заметно лучше.

Вот только относительное удлинение медного осадка и меди в канале переходного, согласитесь, это далеко не одно и то же.

Естественно, существенное значение имеет также толщина металлизации в отверстии, которая должна быть не менее 20мкм для ДПП и 25мкм для МПП. В прикрепленном файле об этом подробнее.

Если следовать стандартам IPC то для плат 1-го и 2-го классов надежности допустимо минимальное значение толщины меди в канале металлизации 20мкм, а для плат 3-го класса надежности - 25мкм. Не зависимо от количества слоев.

Скорее всего такое разночтение между IPC и ГОСТами получилась потому что последние, из которых цитата взята, писались в те времена, когда многослойки - это была исключительно военка и спецуха. :laughing: