Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Методологические основы автоматизации конструкторско-технологического проектирования гибких многослойных печатных плат

3.2.5. Методика экспериментального исследования напряженного состояния элементов топологии

Известны основные принципы исследований напряжений в металлизации сквозных отверстий на основе использования микрометрических датчиков перемещений, регистрирующих приращение толщины диэлектрического основания и металического цилиндра сквозного отверстия по мере нагрева ГМП. Повышение точности измерений в широком температурном диапазоне обеспечивается использованием кварцевых держателей образцов и стержней передачи перемещений. Наряду с этими методами были попытки использования накладных тензометрических микродатчиков для измерения малых удлинений (экстензометров) для исследования деформации металлизации сквозных отверстий во время пайки.

Сопоставление результатов измерения температурных расширений этими двумя методами, полученными разными авторами, демонстрирует их неоднозначность из-за неопределенности баз отсчета в нервом случае и слабой чувствительности тензометрии для малоразмерных образцов, к каким относятся отверстия ГМП. Свободны ог этих недостатков голографические методы исследований изменения рельефа поверхностей как результат деформаций диэлектрического основания ГМП в зоне отверстий в результате нагрева [113].

Однако, как показали исследования, такие измерения можно приводить только в узком температурном диапазоне, когда интерференционные полосы еще различимы для подсчета. Крайние температуры, при которых еще оказалось возможным использовать методы голографической интерферометрии в режиме реального времени, для стеклоэпоксидных композиций со сквозными металлизированными отверстиями не превышают 100°С. Это обусловило использование других методик исследования напряженного состояния металлизации сквозных отверстий и кинетики разрушения внутренних соединений при температурных воздействиях, основанных на электрических измерениях параметров элементов соединений, разработанных совместно с А. Медведевым и описанных в работе [114].

Для прямого измерения сопротивления внутренних соединений ГМП использована классическая четырехзондовая система измерений, но с такой схемой подключения (рис. 3.12), что контуры обхода тока и напряжения совпадают только на внутреннем сопротивлении и, тем самым, обеспечиваются условия его непосредственного измерения.

Существо предложенной методики исследования термомеханических напряжений состоит в использовании исследуемого металлизированного отверстия в качестве тензодатчика для измерения его температурных деформаций.

Для использования тензометрического метода измерения деформации металлизации отверстии исходили из следующих предпосылок. Связь изменения омического сопротивления с деформацией: ДR / R = ks , где к - тензочувствительность элемента (в данном случае, самого металлизированного отверстия). Поскольку R = pH / S, дифференциальная форма выражения AR / R имеет вид:

dR/R = dp/p + dH/H-dS/S,

где р - удельное электрическое сопротивление металлизации, Н - толщина платы (длина мегаллизированного цилиндра сквозного отверстия), S - площадь поперечного сечения металлизации отверстия перпендикулярно относительно его оси. При малом относительном удлинении de = dll / II относительное изменение площади сечения dS / S = -2p{dH / Н). Поэтому dR / R = й'р / р + е + 2sp , где р - коэффициент Пуассона. Тогда тензочувствительность элемента металлизации отверстия:

Научно-методические основы анализа

конструкторско-технологических решений в интегрированной САПР ГМП

Схема тензомегрии отверстия

Рис. 3.12. Схема тензомегрии отверстия

Выражение (3.9) состоит из двух частей: геометрической части, зависящей от р и отображающей изменение электрического сопротивления только за счет изменения размеров металлического цилиндра вследствие его продольной деформации, и физической части, связанной с изменением удельного сопротивления металлизации при удлинении dp I р = BdV IV и отражающей линейную зависимость между изменением удельного сопротивления и относительным изменением объема dV IV. В - коэффициент Бриджмена. В случае одноосного нагружения, возникающего в метали- зации отверстия при нагреве,

Объединяя (3.9) и (3.10), получаем;

Непосредственное влияние температуры на изменение сопротивления металлизации учитывается, исходя из известного соотношения: ARIR = 1(Г + 234). Для чистой меди В= 1, по крайней мере, для температурного диапазона от 0 до 300°С. Отсюда но (3.11) численное выражение тензочувствительности металлизации отверстий равно 2. Т.е. относительное удлинение металлизации на 1 % приводит к изменению сопротивления металлизации отверстия на 2 %. Для исследований деформаций в пределах 4 % с различимостью в 0,1 % необходимая точность измерения сопротивлений практически обеспечивалась чсты рехзондовым методом с приборами первого класса точности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы