Leiterplattentechnisch - Thermischer Zyklustest des bleifreien Rückflusses der Leiterplatte

1. Zweck des Versuchs

Der bleifreie Rückfluss der Leiterplatte wird die Platte zum Platzen bringen, und die Kupferlochwand des überzogenen Durchgangslochs wird gebrochen. The main reason is of course that die CTE of the plate on the Z axis is no matter whether it is α1 (55 -60ppm/ degree Celsius) or α2 (250ppm/ degree Celsius) Z-axis thermal expansion rate (Z-CTE), beide weit über 17 ppm/ Grad Celsius der Kupferwand. Das heißt:, Das Plattenmaterial unterhalb von Tg ist etwa 3-mal das der Kupferwand, und wenn der Tg oben ist, wird er bis zu 12-20-mal gezogen. Um zu verhindern, dass die Durchgangslöcher der Multilayer-Platine während mehrerer Reflows gebrochen und versagen, the temperature cycle test (TCT) is used deliberately to try to find three things, nämlich

(1) Was ist der Effekt der Reflow-Spitzentemperatur auf die Platte und durch Löcher?

(2) Wie oft kann umgeflogen werden?

(3) Wie wäre es mit der Zuverlässigkeit des Basismaterials?

2. Leiterplattenproduktion

Ein Leiterplattenhersteller verwendete vier Arten von Leiterplatten erneut, um insgesamt 880-Verbindungsdurchgänge und eine 8-Schicht-Leiterplatte mit einer Dicke von 30mm herzustellen. Die Kupferdicke der Löcher betrug etwa 20 μm. Vor dem TCT-Test simulieren Sie zuerst Blei- und bleifreies Reflow mit Spitzentemperaturen von 224 Grad Celsius bzw. 250 Grad Celsius und führen Sie dann einen Luft-Luft-Temperaturzyklus-Test (TCT) durch, um die Zuverlässigkeit der Platte und der plattierten Durchgangslöcher zu beobachten. Die Bedingungen dieser AGB sind:

Niedrige Temperatur-55 Grad Celsius für 5 Minuten.

14 Minuten wird als Übergangszeit für Hochtemperaturschweben verwendet. Der Grund für eine bewusste Verlängerung ist, die Innen- und Außentemperatur der dicken Platte konvergieren zu lassen, um die Belastung zu verringern.

Legen Sie es bei einer hohen Temperatur von 125°C für 5 Minuten.

Transfer auf niedrige Temperatur in 14 Minuten und schließen Sie einen Zyklus ab

Nach einer langen Zeit der kontinuierlichen thermischen Ausdehnung und Kontraktion werden die Kupferkristalle wie die Kupferlochwand und der Verbindungsring lockerer, so dass der Widerstand während des DC-Tests allmählich zunimmt. Sobald der gemessene Widerstandswert ist Wenn er 10% vor dem Test überschreitet, bedeutet dies, dass die Leiterplatte den Fehlerpunkt erreicht hat. Anschließend kann die Fehleranalyse des Mikroschnitts durchgeführt werden.

Drittens hat die Reflow-Spitzentemperatur einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Durchgangslochs

Wenn die Spitzentemperatur des Reflow nach oben gezogen wird, verursacht es starke thermische Belastung auf der Platte und der Kupferlochwand. Daher wurde die Leiterplatte vor der Durchführung von TCT-Zuverlässigkeitstests an Platten und Durchgangslöchern 2-bis 6-mal Reflow simuliert, um den Effekt des Reflow auf die nachfolgende Zuverlässigkeit zu beobachten. Dabei wurde festgestellt, dass, wenn die Reflow-Spitzentemperatur um 25° Celsius erhöht wird, die Anzahl der Temperaturzyklen vor dem Ausfall um bis zu 25%. Es lässt die Leute wirklich vorsichtig mit der Reflow-Kurve sein und versuchen, die Spitzentemperatur zu vermeiden. Ist zu hoch, um nicht viele Probleme zu verursachen.

Viertens, der Einfluss der Anzahl der PCB-Reflows auf die Zuverlässigkeit von Durchgangslöchern

In der Tat bringt nicht nur die Spitzentemperatur des Reflows starke Spannung, sondern jede starke Hitze des mehrfachen Reflows sammelt auch Spannung in der Kupferlochwand und dem Basismaterial an. Diese Anzahl von Reflow wird unweigerlich die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Daher haben die deutschen Ermittler die Leiterplatten mehrmals bewusst mit bleifreiem Reflow getestet und anschließend den zuverlässigkeitsbezogenen TCT-Test durchgeführt, um die Korrespondenz zwischen ihnen zu beobachten.

Fünf, diskussion

Der Unterschied in CTE zwischen der Kupferfolie oder der Kupferwand und dem Basismaterial wird die direkte Ursache für Risse und gebrochene Löcher nach intensiver Hitzefolter sein. Die Erhöhung der Anzahl der Reflows verkürzt natürlich die Lebensdauer des Durchgangslochs.

.Es wird festgestellt, dass der Hauptschuldige Leiterplattenlöcher gebrochen is excessively high reflow peak temperature (for example, above 250°C). Der sekundäre Faktor, der die Zuverlässigkeit von Durchgangsbohrungen beeinflusst, ist die Anzahl der Reflows, und der Einfluss des ersten Reflows ist größer als andere Die Anzahl der nachfolgenden Reflows.

Wenn die Kupferdehnung des Lochs sehr gut ist (zum Beispiel 20z% Redundanz oder mehr), ist die Zuverlässigkeit des Durchgangslochwiderstands gegen starke Hitze natürlich gut, aber die Dehnung verschlechtert sich allmählich nach mehreren Reflows.