Cacat Interkoneksi — Berbasis Puing dan Kegagalan Ikatan Tembaga

Satu kekhawatiran yang mungkin Anda miliki sehubungan dengan papan sirkuit Anda menyangkut cacat interkoneksi, atau ICD. Apa sebenarnya cacat interkoneksi, dan apa yang dapat Anda lakukan untuk mengatasinya? Berikut adalah informasi dasar yang perlu Anda ketahui mengenai masalah yang merepotkan ini.

Apa Itu Cacat Interkoneksi (ICD)?

Cacat interkoneksi adalah masalah pada papan sirkuit tercetak Anda yang dapat menyebabkan kegagalan sirkuit. Ada koneksi internal di papan sirkuit tercetak Anda, biasanya disebut vias, di mana pabrikan mengebor melalui sirkuit lapisan dalam. Ketika pabrikan memproses PCB, mereka memasukkan tembaga ke dalam lubang bor untuk menghubungkan sirkuit lapisan dalam satu sama lain dan ke permukaan papan sirkuit tercetak. Ini memungkinkan Anda untuk menempatkan konektor atau komponen ke permukaan papan, dan memungkinkan sirkuit untuk terhubung antar lapisan.

Masalah dapat terjadi ketika pabrikan gagal membuat desain PCB dengan benar, menciptakan cacat di dekat pelapisan dan lapisan dalam tembaga. Hasil dari cacat interkoneksi ini mungkin sirkuit terbuka, atau mungkin cacat terputus-putus pada suhu yang lebih tinggi. Dengan demikian, cacat interkoneksi dapat menyebabkan sirkuit pada akhirnya gagal.

Salah satu tantangan cacat interkoneksi pada papan sirkuit tercetak adalah Anda mungkin tidak dapat mendeteksi anomali saat membangun PCB. Papan mungkin berfungsi dengan baik selama pengujian, tetapi kemudian mengungkapkan masalah selama perakitan atau penggunaan, ketika itu benar-benar dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem Anda.

Cacat interkoneksi menjadi masalah yang semakin menjadi perhatian di antara produsen dan pemasok PCB karena mereka sulit dideteksi hingga terlambat. Masalah ini semakin sering muncul dalam beberapa tahun terakhir.

Ada dua jenis utama cacat interkoneksi:ICD berbasis serpihan dan ICDS kegagalan ikatan tembaga. Masing-masing membawa kekhawatiran dan pendekatan mereka sendiri untuk memecahkan masalah.

ICD Berbasis Puing

ICD berbasis puing terjadi ketika puing-puing dari proses pengeboran lubang masuk ke lubang interkoneksi. Seseorang menganggap bahwa sebagai bagian dari proses manufaktur, pabrikan membersihkan semua kotoran setelah mengebor lubang di papan sirkuit, tetapi ini tidak selalu terjadi. Terkadang sisa puing bor, noda bor, pengisi anorganik atau fiberglass diabaikan. Mereka kemudian menempelkan diri ke permukaan tembaga lapisan dalam, yang dapat mengakibatkan cacat interkoneksi.

Mengapa ICD berbasis puing terjadi, mengingat semua produsen PCB harus menyadari masalah seputar meninggalkan puing saat mengebor lubang di papan sirkuit? Mungkin karena lebih banyak produsen yang menggunakan bahan DK/DF rendah, yang menggunakan jenis pengisi anorganik. Meskipun bahan ini mungkin lebih hemat biaya dalam beberapa hal, bahan ini dapat menghasilkan lebih banyak serpihan saat mengebor dan seringkali lebih tahan terhadap bahan kimia dibandingkan dengan bahan epoksi FR-4 standar. Lebih banyak puing yang secara alami menolak upaya pembersihan berarti kemungkinan besar puing-puing tertinggal, mengakibatkan cacat.

ICD Kegagalan Ikatan Tembaga

Dalam ICD kegagalan ikatan tembaga, tegangan tinggi selama proses perakitan atau selama penggunaan PCB, bersama dengan ikatan tembaga yang lemah, menyebabkan sambungan tembaga putus secara fisik. Secara alami, semakin lemah ikatan tembaga, semakin sedikit tegangan yang diperlukan untuk memutuskannya. Anda mungkin menemukan ICD kegagalan ikatan tembaga pada mikrovia HDI, serta papan sirkuit tercetak standar.

Mengapa tingkat kegagalan ikatan tembaga, cacat interkoneksi meningkat? Semakin banyak produsen yang menggunakan suhu penyolderan bebas timah yang lebih tinggi dan papan sirkuit tercetak yang lebih tebal di era modern. Ukuran lubang yang lebih besar, papan sirkuit tercetak yang lebih tebal, dan penyolderan gelombang adalah faktor-faktor yang dapat diidentifikasi yang dapat menyebabkan ICD gagal ikatan tembaga.

ICD kegagalan ikatan tembaga terjadi ketika sambungan tembaga putus. Hal ini disebabkan oleh tegangan tinggi selama perakitan atau penggunaan, ikatan tembaga yang lemah atau kombinasi. Mode kegagalan ini terkait dengan desain. Peningkatan ukuran lubang, ketebalan PCB, dan penyolderan gelombang semuanya cenderung meningkatkan risiko ICD ikatan tembaga. Ada tingkat yang lebih tinggi dari jenis ICD ini, yang terkait dengan peningkatan ketebalan papan dan suhu penyolderan bebas timah yang lebih tinggi selama 10 tahun terakhir.

Pengujian keandalan telah menemukan ICD kegagalan ikatan tembaga menjadi masalah yang signifikan. ICD berbasis puing-puing belum menunjukkan signifikansi dalam studi sehubungan dengan keandalan, tetapi mereka masih bisa menjadi masalah mahal dan salah satu yang harus diwaspadai oleh semua pengguna papan sirkuit tercetak.

Apa yang Menyebabkan Pemisahan Lapisan?

ICD memiliki dua penyebab umum:kegagalan ikatan tembaga dan puing-puing berlebih. Sementara beberapa ahli mengkategorikan ICD berdasarkan penyebabnya, untuk tujuan artikel ini, kami akan menggunakan jenis berdasarkan lokasi cacat. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang kategori tersebut, lewati ke bagian berikutnya. Untuk saat ini, kami akan fokus pada dua penyebab utama ICD:

• ICD berbasis puing: Selama proses pengeboran, puing-puing bisa masuk ke lubang interkoneksi. Bor noda dan partikel dari kaca dan pengisi anorganik juga dapat menumpuk di lubang ini. Membersihkan zat-zat ini adalah bagian standar dari proses pembuatan, tetapi terkadang langkah ini tidak dilakukan dengan benar atau diabaikan. Puing-puing paling sering menyebabkan ICD pada material dengan kehilangan rendah yang menampilkan pengisi anorganik.
• ICD kegagalan ikatan tembaga: Dalam kasus lain, ICD tidak berasal dari penyumbatan puing-puing. Sebaliknya, lapisan tembaga bagian dalam gagal menyambung atau putus. Ini bisa terjadi ketika ikatan mengalami stres tinggi atau tidak memiliki ikatan yang cukup kuat. PCB yang lebih tebal dan lubang yang lebih besar meningkatkan risiko terjadinya kegagalan ikatan tembaga pada ICD. Produsen telah melihat jenis ICD lebih sering dalam beberapa tahun terakhir karena perubahan teknologi seperti ketebalan papan. Seiring kemajuan desain PCB, semoga kita akan lebih jarang melihat jenis kegagalan ini.

Faktor-faktor seperti kadar resin yang tinggi, jumlah tembaga yang lebih rendah, dan penggunaan bahan dengan ketahanan suhu yang lebih rendah meningkatkan risiko ICD. Papan yang diawetkan juga sangat rentan terhadap pemisahan lapisan.

Jenis Pemisahan

Ketika dikategorikan berdasarkan lokasi di PCB, ICD dapat digolongkan ke dalam salah satu dari tiga kategori:

• Tipe I: Terjadi pada lapisan dalam tembaga dan antarmuka tembaga tanpa listrik
• Tipe II: Ditemukan di antarmuka tembaga elektrolit dan tembaga tanpa listrik
• Tipe III: Terletak di dalam lapisan tembaga tanpa listrik

ICD Tipe I dan Tipe III biasanya terjadi karena kontrol yang buruk selama proses tembaga tanpa listrik (kegagalan ikatan tembaga), sedangkan ICD Tipe II terjadi karena kontaminasi (berbasis puing). Untuk menentukan lokasi ICD, pabrikan menggunakan teknik pemotongan mikro dan penggoresan permukaan untuk mendapatkan penampang papan yang mudah dilihat. ICD tipe III memerlukan pengujian yang tepat untuk mendeteksi, jadi penting untuk memperhatikan pengujian ICD.

Cacat Interkoneksi pada Papan Sirkuit Cetak Tips Mengatasi Masalah

Seperti kebanyakan masalah papan sirkuit tercetak, menghindari masalah ICD bermuara pada desain PCB yang solid. Desain yang andal dan proses manufaktur yang konsisten dan bijaksana dapat membantu menciptakan papan sirkuit bebas cacat. Pemanasan mata bor dan penggunaan bahan pengisi anorganik merupakan faktor penyebab ICD berbasis serpihan yang dapat Anda hindari. Menggunakan bahan yang tepat dan menjadi lebih agresif dengan proses pembersihan noda dapat membantu secara signifikan mengurangi kerusakan interkoneksi berbasis serpihan.

Ketika datang ke ICD potensi kegagalan ikatan tembaga, membersihkan permukaan tembaga lapisan dalam untuk memungkinkan ikatan yang kuat terbentuk sangat penting. Memastikan Anda memiliki ketebalan dan struktur butir yang tepat untuk deposit tembaga tanpa listrik, sehingga Anda memiliki kekuatan yang diperlukan, juga merupakan cara yang baik untuk menghindari ICD kegagalan ikatan tembaga.

Selain hal di atas, mengontrol ukuran lubang dan ketebalan papan dapat membantu menjaga agar cacat interkoneksi tetap rendah. Salah satu solusi efektif adalah dengan melepaskan konektor lubang yang disolder.

Pesan Papan Sirkuit Cetak Berkualitas dan Andal Dari MCL Hari Ini

Untuk memastikan mendapatkan papan sirkuit tercetak berkualitas secara konsisten, pesan PCB Anda dari Millennium Circuits Ltd. MCL memiliki salah satu program jaminan kualitas yang paling ketat dalam hal PCB dan produk terkait PCB, sehingga Anda dapat memesan PCB dalam jumlah besar dengan percaya diri. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang bagaimana MCL telah menjadi pemimpin dalam papan sirkuit cetak berkualitas tinggi dengan volume tinggi, atau untuk penawaran gratis, hubungi MCL hari ini.