ЗБЕРІГАННЯ ТА ЗАХИСТ ДРУКОВАНИХ ПЛАТ (Частина 1)

Всі матеріали, які використовуються при монтажі друкованих плат, повинні бути захищені від шкідливого впливу факторів навколишнього середовища, тому однією з основних вимог є контроль температури і вологості.

Всі матеріали, які використовуються при виробництві друкованих плат, повинні бути захищені від шкідливого впливу факторів навколишнього середовища. Однією з основних вимог є контроль температури та вологості у виробничих та складських приміщеннях, оскільки незалежно від умов у цих приміщеннях з часом друковані плати поглинають вологу з навколишнього середовища. Матеріали, які використовуються у виробництві друкованих плат, як правило, гігроскопічні, що означає, що вони схильні поглинати вологу з повітря під час зберігання. Зазвичай при 20 °C і вологості 35% вага багатошарової плати може збільшитися на 0,12% через поглинання водяної пари. Додатково капілярний ефект призводить до збільшення маси плати більш ніж на 0,17%, то в результаті нагрівання в процесі пайки можливе локальне підвищення тиску води до 8-10 бар, що призведе до розшарування плати або мікропошкоджень отворів. Накопичена волога в матеріалі також може викликати низку інших несприятливих явищ, таких як: корозія контактних площадок або зміна діелектричної проникності, що призводить до зниження швидкості розповсюдження швидких сигналів у друкованій схемі. Волога також знижує температуру глазурування (Tg) ламінату, що призводить до надмірних теплових навантажень, які пошкоджують ламінат. Водяна пара, яка накопичується на межі розділу між смолою та скловолокном, може спричинити деградацію поверхні, що призводить до утворення CAF (провідних анодних волокон). Плати FLEX і RIGID-FLEX особливо схильні до цього типу явищ, на відміну від плат SEMI-FLEX (або RIGID) на основі ламінату FR4. Це пов’язано з використанням поліаміду як частини гнучкої друкованої схеми. Поліаміди характеризуються більш високим коефіцієнтом вологопоглинання – до 3% по масі, з коефіцієнтом 0,15% для ламінатів на основі FR4.
Нижче наведені загальні механізми дефектів, які пов’язані з поглинанням води друкованою платою. Знання про них є важливим елементом у виборі найбільш відповідної стратегії зменшення вологи у платі.

1. Волога, що накопичується в платі, може призвести до утворення бульбашок або розшарування внутрішніх шарів.

2. Надмірна кількість вологи збільшує діелектричну проникність (Dk) і коефіцієнт дисипації (Df), що призводить до зміни хвилевого опору.

3. Волога діє як пластифікатор, знижуючи температуру глазурування (Tg), що, у свою чергу, збільшує навантаження на деякі компоненти друкованої плати.

4. Стимульоване підвищеною вологістю окислення поверхні міді призводить до зниження змочуваності контактних площадок і самого припою.

5. Іонна корозія спричиняє короткі замикання або розриви на доріжках.

6. Деградація поверхні, що призводить до зменшення MTTF (середнього часу до відмови) пристрою через утворення провідних волокон (CAF).

Інші вимоги стосуються зберігання друкованих схем, виробничих процедур та їхнього пакування для транспортування. Зазвичай виробники мають відповідні процедури, які вони використовують для профілактики. Сертифікати, такі як ISO 9001 або AS9100, вимагають розробки та впровадження відповідних процедур. Міжнародний стандарт IPC-1601 (Рекомендації щодо поводження та зберігання друкованих плат) розробив рекомендації, спрямовані на захист друкованих плат від забруднення, фізичного пошкодження, деградації припою, статичної електрики ESD (за необхідності) та поглинання вологи. Основним мотивом розробки стандарту була обмежена своєчасність і повнота діючих документів, які не враховували процеси паяння без свинцю, а також новітні технології виробництва ламінатів і захисних покриттів. Стандарт IPC охоплює типи пакувальних матеріалів, виробниче середовище, поводження з продуктом, способи пакування та транспортування. Також були встановлені рекомендовані рівні вологості, профілі змочування для видалення вологи та визначено вплив змочування на здатність до пайки друкованої плати. Єдиний стандарт, що діє в галузі, адресований насамперед виробникам друкованих плат. Знання його вказівок також особливо важливо для виробників електроніки, які несуть остаточну відповідальність за якість готового продукту.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl