Проверка устойчивости соединений к токовым нагрузкам осуществляется на основе многочасовой работы металлизированных отверстий под током 1‑3 А. Ослабленные соединения выгорают или в них увеличивается температура, изменение которой эффективно и с высокой точностью контролируется тепловизионными системами.

Целостность токопроводящих цепей и сопротивление изоляции между проводниками проверяются электрическим методом на автоматических тестерах с числовым программным управлением. Печатная плата при помощи контактного устройства соединяется на входе через коммутатор с блоком опроса, а на выходе — с измерительным устройством. Контактное устройство представляет собой матрицу из иглообразных подпружиненных контактов, расположенных в узлах координатной сетки. На каждую проверяемую цепь подается сигнал 5‑12 В, результат измерения сравнивается с эталонным, и на основании этого сравнения определяется годность цепи. Снабжение блока опроса высоковольтным источником (150‑1500 В) позволяет контролировать электрическую прочность изоляции.

Испытания ПП позволяют в условиях климатических и электрических воздействий оценить их соответствие техническим требованиям, предъявляемым к аппаратуре, и установить скрытые дефекты. Они разделяются на приемосдаточные, периодические и типовые.

Приемосдаточные испытания проводятся партиями не более 1000‑1200 шт., изготовленными по одной конструкторской и технологической документации, и включают:

стопроцентный контроль габаритных и установочных размеров, внешнего вида диэлектрического основания и проводящего рисунка на соответствие конструкторской документации, величины изгиба и скручивания, правильности монтажных соединений на отсутствие обрывов и коротких замыканий;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

· выборочную проверку (3 % от партии, но не менее 3 шт.) сопротивления изоляции в нормальных климатических условиях при ручном контроле и стопроцентную проверку при автоматизированном;

· выборочный контроль (1‑2 платы от ежедневной выработки) толщины металлизации в отверстиях;

· выборочную проверку (3 % от партии, но не менее 3 шт.) паяемости контактных площадок и металлизированных отверстий, а также их устойчивости к перепайкам.

Периодические испытания ПП проводятся с целью подтверждения их эксплуатационных характеристик, правильности выполнения технологического процесса и соответствия конструкторской документации не реже одного раза в шесть месяцев. Для контроля случайным образом выбираются платы, прошедшие приемосдаточные испытания в количестве 5 плат при опытном и мелкосерийном производстве и 10 плат при серийном производстве. В объем испытаний входят:

· многократные изгибы гибких ПП и печатных кабелей (гибкие ПП должны выдерживать 5‑кратный цикл изгибов радиусом 10±0,5 мм, а гибкий печатный кабель 150‑кратный цикл изгибов радиусом 3±0,5 мм на 90° в обе стороны от исходного положения);

· перепайка 5‑10 отверстий и 5‑10 контактных площадок, проверка паяемости (1‑2 платы);

· проверка омического сопротивления металлизированных отверстий (3 шт.) и их устойчивости к кратковременной токовой перегрузке;

· проверка в нормальных климатических условиях целостности электрических цепей и сопротивления изоляции (но не менее чем на 5 парах проводников, в том числе цепей питания);

· контроль внешнего вида, целостности соединений и сопротивления изоляции после воздействия климатических факторов, устанавливаемых в зависимости от группы жесткости испытаний по соответствующему стандарту.

Типовые испытания проводятся для определения эффективности внесенных изменений в конструкцию и технологию ПП. Программа испытаний составляется предприятием, изготавливающим ПП, и согласовывается с разработчиком.

5.3.2 Обеспечение технологичности ПП

При разработке ПП (компоновке, трассировке, оформлении контуров, компоновке слоёв) следует учитывать особенности технологии изготовления ПП и автоматического монтажа электронных компонентов. Это обеспечит не только саму возможность изготовления ПП, но и адекватную стоимость и сроки, а так же преемственность характеристик ПП (нагрузочная способность, тепловой режим, быстродействие). Производители ПП представляют на своих сайтах рекомендации относительно разработки ПП, в соответствии с имеющимся у них оборудованием.

Технологическая норма (минимальные толщина проводника и величина зазора между проводниками) определяются для всех элементов топологических рисунков всех слоёв.

Все компоненты поверхностного монтажа желательно размещать на одной стороне платы. В случае если это условие выполнить невозможно, следует разделить компоненты на «легкие» и «тяжелые» и размещать их на разных сторонах платы. Например, пассивные компоненты, разместить на одной стороне, микросхемы на другой.

Размеры площадок должны соответствовать рекомендуемым для данного типоразмера корпуса (информацию о размерах площадок можно уточнить в тех. документации на компонент либо в стандарте IPC-782).

Зазоры между соседними компонентами должны соответствовать технологическим возможностям имеющегося у производителя оборудования (не менее 0,5‑1,5 мм).

Расстояние между компонентами и краями платы должны соответствовать технологическим возможностям имеющегося у производителя оборудования (не менее 1,5 мм).

Расстояние от края неметаллизированного отверстия до контактной площадки или проводника должно соответствовать технологическим возможностям имеющегося у производителя оборудования (не менее 0,5 мм).

При пайке волной компоненты следует располагать ортогонально, с учётом направления волны, при пайке оплавлением ориентация компонентов не имеет значения (за исключением дискретности угла поворота, определяемого технологическими возможностями). Хорошим стилем является располагать компоненты ортогонально друг другу и краю ПП, или под углом 45º, это упрощает ориентацию на плате в процессе разработки, отладки и ремонта ПП.

Полярные компоненты желательно ориентировать одинаково.

Желательно использовать минимальный набор типоразмеров корпусов компонентов (например: резисторы и конденсаторы — 0805), это позволяет установщикам с револьверными головками достигнуть максимальной производительности.

Желательно использовать минимальный набор диаметров отверстий, это сокращает набор свёрл и уменьшает время операции сверления.

Для точного автоматического совмещения корпусов ИС с посадочным местом возле посадочного места ставятся локальные опорные точки (реперные значки), обычно они выставляются изготовителем ПП, следует, по возможности, предусмотреть для них место.

Следует уделить особое внимание компоновке слоёв многослойной ПП, избегать необходимости формирования проводящих слоёв с разной толщиной меди на одной заготовке двустороннего фольгированного диэлектрика. Например располагать слои питания с увеличенной толщиной меди так, чтобы они формировались на одной заготовке двустороннего фольгированного диэлектрика, а сигнальные на другой.

Для предотвращения деформации платы в процессе производства платы и монтажа при нагреве в печи, полигоны на внешних и внутренних слоях (для многослойных плат) необходимо размещать равномерно по поверхности платы и выполнять их в виде сетки из проводников.

Проводники и переходные отверстия, размещенные под компонентами, должны быть закрыты защитной маской (особенно это касается корпусов BGA).

Для уменьшения оттока тепла от контактных площадок при пайке (для исключения появления «холодных» паек) необходимо:

· использовать узкие проводники, соединяющие непосредственно контактную площадку и широкий проводник;

· все перемычки между ножками SMT микросхем должны находится вне зоны пайки;

· площадки SMT компонентов, находящихся на больших полигонах, должны быть отделены от полигона перемычками («термальный контакт»);

· вокруг контактной площадки нанести маску, которая будет препятствовать перемещению расплавленного припоя вдоль проводника.

Иллюстрация:

Не следует располагать переходные отверстия на контактных площадках компонента.

Иллюстрация:

Требование к выполнению маркировки на плате:

· графические и позиционные обозначения компонентов должны отражать полярность и ориентацию компонентов на плате;

· в случае необходимости на плате предусматривается место для нанесения даты изготовления платы и класса горючести;

· маркировку, выполненную методом шелкографии желательно располагать только по областям платы, покрытых защитной маской;

· элементы маркировки компонентов расположенных рядом друг с другом не должны пересекаться и накладываться друг на друга

5.3.3 Обеспечение преемственности характеристик ПП

Проводящие слои многослойной ПП обычно разделяют на сигнальные, слои питания и слои общего провода (земли). Общий провод часто выполняется в виде одного или нескольких цельных проводящих слоёв.

Платы содержащие проводники с сигналами частотой выше 25 МГц, должны содержать не менее двух слоёв земли.

Слои питания следует проектировать максимально сплошными уменьшая площадь неметаллизированных участков.

Если слои земли и питания соседствуют, то край слоя питания должен находится на расстоянии от края платы в 20 раз превышающем толщину диэлектрика между слоями. Таким образом устраняются высокочастотные наводки на края слоёв питания.

Для высокочастотных схем применяются слои с контролем волнового сопротивления (импеданса).

Для обеспечения требуемого волнового сопротивления печатного проводника параллельно с ним прокладывается опорный полигон (без разрывов), который находится в соседнем проводящем слое и подключен к источнику питания.

На платах с контролем волнового сопротивления допускается переходы сигнала только между слоями с одинаковым волновым сопротивлением.

Для плат без контроля волнового сопротивления следует использовать конденсаторы (или переходные сопротивления, в случае совпадения потенциалов) для высокочастотной развязки между слоями.

Для устранения эффектов длинной линии в высокочастотных цепях следует устанавливать резисторы-терминаторы, включаемые в разрыв соединения и/или подтягивающие сигнал половине напряжения питания используемого выходного буффера.

Для обеспечения минимальной задержки распространения сигнала следует минимизировать длину печатного проводника.

Для обеспечения одинаковой задержки сигнала в проводниках шины, длину этих проводников выравнивают по самому длинному, путём добавления изгибов (петель).

Для экранирования ответственных сигналов их следует прокладывать между слоями-полигонами (земля или питание).

Для уменьшения наводок сигнальные проводники в соседних слоях следует располагать, по возможности, ортогонально.

Изменить направление проводника можно под углом или путём скругления. При изменение направления проводника хорошим тоном считается использовать углы 90º и 45º. Предпочтение следует отдать скруглению, т. к. в этом случае меньше искажается сигнал.

Развязывающие конденсаторы в цепях питания высокоскоростных ИС, как правило, устанавливаются по одному на каждый вывод питания, эти конденсаторы следует располагать как можно ближе к соответствующим выводам. Для ИС в корпусах BGA распространённой практикой является установка этих конденсаторов под корпусом ИС с обратной стороны платы.

Для обеспечения развязки по питанию аналоговых и цифровых частей схемы слои земли и питания разделяется на полигоны соединяющееся узким участком, иногда применяется соединение через ферритовый фильтр.

В качестве теплоотвода применимо использование питательного или земляного слоя, или же создание отдельного полигона, который будет иметь тепловой контакт с металлическим корпусом электронного компонента через переходные отверстия.

Теплоотводы компонентов, по возможности, следует заземлять.