Interconnect-defecten — op puin gebaseerde en koperbindingsfouten

Een zorg die u mogelijk heeft met betrekking tot uw printplaten, betreft interconnect-defecten of ICD's. Wat zijn interconnect-defecten precies en wat kunt u eraan doen? Hier is de basisinformatie die u moet weten over dit lastige probleem.

Wat zijn Interconnect Defects (ICD's)?

Een interconnect-defect is een probleem in uw printplaat dat kan leiden tot circuitstoringen. Er zijn interne verbindingen in uw printplaat, meestal via's genoemd, waarin de fabrikant door het circuit van de binnenlaag boort. Wanneer de fabrikant de PCB verwerkt, stopt hij koper in het geboorde gat om de binnenste laagcircuits met elkaar en met het oppervlak van de printplaat te verbinden. Hierdoor kunt u connectoren of componenten op het oppervlak van het bord plaatsen en kan het circuit verbinding maken tussen lagen.

Er kunnen problemen optreden wanneer de fabrikant er niet in slaagt het PCB-ontwerp op de juiste manier te vervaardigen, waardoor een defect ontstaat in de buurt van de beplating en de binnenlaag van het koper. Het resultaat van deze defecte verbindingen kunnen open circuits zijn, of mogelijk intermitterende defecten bij hogere temperaturen. Een defect in de verbinding kan er dus toe leiden dat het circuit uiteindelijk uitvalt.

Een van de uitdagingen van interconnect-defecten in printplaten is dat u de anomalie mogelijk niet kunt detecteren tijdens het bouwen van de PCB. Het bord werkt mogelijk prima tijdens het testen, maar onthult dan problemen tijdens montage of gebruik, terwijl het ernstige schade aan uw systeem kan veroorzaken.

Defecten in verbindingen worden een steeds groter probleem bij PCB-fabrikanten en leveranciers, omdat ze moeilijk te detecteren kunnen zijn totdat het te laat is. Dit probleem duikt de laatste jaren steeds vaker op.

Er zijn twee hoofdtypen van interconnect-defecten:op puin gebaseerde ICD's en ICDS voor falende koperbinding. Elk brengt hun eigen zorgen en benaderingen met zich mee om het probleem op te lossen.

Op puin gebaseerde ICD's

Op vuil gebaseerde ICD's ontstaan ​​wanneer vuil van het boorproces in het verbindingsgat terechtkomt. Men gaat ervan uit dat de fabrikant als onderdeel van het fabricageproces al het vuil opruimt na het boren van een gat in de printplaat, maar dit gebeurt niet altijd. Soms worden boorresten, booruitstrijkjes, anorganische vulstoffen of glasvezel over het hoofd gezien. Ze nestelen zich vervolgens in het koperen oppervlak van de binnenste laag, wat kan resulteren in een verbindingsdefect.

Waarom komen er op puin gebaseerde ICD's voor, aangezien alle PCB-fabrikanten zich bewust moeten zijn van de problemen rond het achterlaten van puin bij het boren van een gat in de printplaat? Het kan zijn dat meer fabrikanten materialen met een lage DK/lage DF gebruiken, die anorganische vulstoffen gebruiken. Hoewel deze materialen in sommige opzichten kosteneffectiever kunnen zijn, kunnen ze meer vuil veroorzaken bij het boren en zijn ze vaak chemisch bestendiger in tegenstelling tot de standaard FR-4 epoxymaterialen. Meer vuil dat bestand is tegen reinigingsinspanningen, betekent natuurlijk dat het waarschijnlijker is dat er vuil achterblijft, wat resulteert in een defect.

ICD's met falende koperbinding

Bij een ICD met een falende koperverbinding zorgt hoge spanning tijdens het assemblageproces of tijdens het gebruik van PCB's, in combinatie met een zwakke koperbinding, ervoor dat de koperverbinding fysiek afbreekt. Natuurlijk, hoe zwakker de koperbinding, hoe minder spanning er nodig is om deze te verbreken. U vindt mogelijk ICD's voor het falen van een koperverbinding op HDI-microvia's, evenals op standaard printplaten.

Waarom neemt het aantal defecten in de verbinding tussen koperverbindingen toe? In de moderne tijd gebruiken steeds meer fabrikanten hogere loodvrije soldeertemperaturen en dikkere printplaten. Grotere gaten, dikkere printplaten en golfsolderen zijn allemaal herkenbare factoren die kunnen leiden tot het falen van de koperbinding bij ICD's.

Koperbinding falen ICD's treden op wanneer de koperverbinding breekt. Dit wordt veroorzaakt door hoge spanningen tijdens montage of gebruik, een zwakke koperbinding of een combinatie. Deze faalmodus is ontwerpgerelateerd. Een grotere gatgrootte, PCB-dikte en golfsolderen hebben allemaal de neiging om het risico op ICD's met koperbinding te verhogen. Er is een hoger percentage van dit ICD-type, wat verband houdt met een grotere plaatdikte en hogere loodvrije soldeertemperaturen in de afgelopen 10 jaar.

Betrouwbaarheidstests hebben uitgewezen dat ICD's voor het falen van een koperbinding een belangrijk probleem vormen. Op puin gebaseerde ICD's hebben geen significantie aangetoond in onderzoeken met betrekking tot betrouwbaarheid, maar ze kunnen nog steeds een kostbaar probleem zijn en een probleem waar alle gebruikers van printplaten op moeten letten.

Wat veroorzaakt laagscheiding?

ICD's hebben twee veelvoorkomende oorzaken:falen van de koperbinding en overtollig vuil. Hoewel sommige experts ICD's categoriseren op basis van hun oorzaak, zullen we voor de doeleinden van dit artikel de typen gebruiken op basis van de locatie van het defect. Ga naar het volgende gedeelte voor meer informatie over deze categorieën. Voor nu zullen we ons concentreren op de twee belangrijkste oorzaken van ICD's:

• Op puin gebaseerde ICD's: Tijdens het boren kan er vuil in het verbindingsgat komen. Boorvegen en deeltjes van glas en anorganische vulstoffen kunnen zich ook in deze gaten ophopen. Het reinigen van deze stoffen is een standaard onderdeel van het productieproces, maar soms wordt deze stap niet correct uitgevoerd of wordt deze over het hoofd gezien. Puin veroorzaakt meestal ICD's in verliesarme materialen met anorganische vulstoffen.
• ICD's met falende koperbinding: In andere gevallen komt de ICD niet uit een blokkering van puin. In plaats daarvan slaagt de binnenste koperlaag er niet in om verbinding te maken of breekt. Dit kan gebeuren wanneer de binding onder hoge spanning staat of als de binding niet sterk genoeg is. Dikkere PCB's en grotere gaten vergroten het risico op het optreden van ICD's voor het falen van de koperbinding. Fabrikanten hebben dit type ICD de afgelopen jaren vaker gezien vanwege veranderingen in technologie zoals plaatdikte. Naarmate het PCB-ontwerp vordert, zullen we hopelijk dit soort storingen minder vaak zien.

Factoren zoals een hoog harsgehalte, lagere hoeveelheden koper en het gebruik van materialen met een lagere temperatuurbestendigheid verhogen het risico op ICD's. Under-cured boards zijn ook ongelooflijk kwetsbaar voor laagscheiding.

Soorten scheiding

Wanneer ze worden gecategoriseerd op locatie op de PCB, kunnen ICD's in een van de drie categorieën vallen:

• Type I: Komt voor bij de binnenste laag koper en stroomloze koperinterface
• Type II: Gevonden bij de stroomloze koper- en elektrolytische koperinterface
• Type III: Gelegen in de stroomloze koperlaag

Type I en Type III ICD's ontstaan ​​meestal vanwege slechte controles tijdens het stroomloze koperproces (koperverbindingsfout), terwijl Type II ICD's optreden als gevolg van verontreiniging (op vuilbasis). Om de locatie van de ICD te bepalen, gebruiken fabrikanten microsectietechnieken en oppervlakte-etsen om een ​​gemakkelijk te zien dwarsdoorsnede van het bord te krijgen. Type III ICD's vereisen nauwkeurige tests om te detecteren, dus het is belangrijk om goed op ICD-tests te letten.

Interconnect-defecten in printplaten Tips voor het oplossen van problemen

Zoals bij de meeste problemen met printplaten, komt het vermijden van ICD-problemen neer op een solide PCB-ontwerp. Een betrouwbaar ontwerp en consistente, doordachte productieprocessen kunnen een grote bijdrage leveren aan het creëren van foutloze printplaten. Boorverwarming en het gebruik van anorganische vulmaterialen zijn factoren die leiden tot op vuil gebaseerde ICD's die u kunt vermijden. Door de juiste materialen te gebruiken en agressiever te zijn met uw ontsmettingsproces, kunt u het aantal op vuil gebaseerde verbindingsdefecten aanzienlijk verminderen.

Als het gaat om ICD's die mogelijk falen van de koperbinding, is het van cruciaal belang om het koperen oppervlak van de binnenste laag te reinigen om een ​​sterke binding te kunnen vormen. Ervoor zorgen dat u de juiste dikte en korrelstructuur hebt voor de stroomloze koperafzetting, zodat u over de nodige sterkte beschikt, is ook een goede manier om ICD's voor het mislukken van de koperbinding te voorkomen.

Naast het bovenstaande kan het regelen van de gatgrootte en plaatdikte helpen om defecten in de verbinding te beperken. Een effectieve oplossing kan zijn om je gesoldeerde doorlopende connectoren kwijt te raken.

Bestel vandaag nog kwaliteit, betrouwbare printplaten bij MCL

Om ervoor te zorgen dat u consistent hoogwaardige printplaten krijgt, bestelt u uw PCB's bij Millennium Circuits Ltd. MCL heeft een van de strengste kwaliteitsborgingsprogramma's die er zijn als het gaat om PCB's en PCB-gerelateerde producten, zodat u uw PCB's met vertrouwen in bulk kunt bestellen. Neem vandaag nog contact op met MCL om meer te weten te komen over hoe MCL een leider is geworden op het gebied van hoogwaardige printplaten in grote volumes, of voor een vrijblijvende offerte.