Разработка методики и алгоритмов автоматизированной оценки деформации в многослойных печатных структурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Хомутская Ольга Владиславовна

• Хомутская Ольга Владиславовна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Хомутская Ольга Владиславовна

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния и основных тенденций развития микроэлектронных компонентов и автоматизации производства монтажных подложек радиоэлектронной аппаратуры

1.1 Тенденции развития производства ПП

1.1.1 Влияние уменьшения размеров контактных площадок

1.1.2 Влияние уменьшения ширины проводников

и величины зазоров

1.1.3 Влияние увеличения количества слоёв

1.1.4 Влияние использования многоуровневых соединений

1.2 Методики контроля геометрических параметров ПП

на производстве

1.2.1 Ручной визуальный контроль

1.2.2 Автоматизированный визуальный контроль

1.2.3 Инструментальный контроль

1.2.4 Недостатки существующих методов оценки деформации

1.3 Выводы по главе

Глава 2. Исследование влияния свойств композитных материалов и технологических операций изготовления МПП на степень деформации слоя

2.1 Факторы, влияющие на деформацию ПП

2.2 Проблема возникновения деформации в печатных платах

2.3 Методы борьбы с деформацией, возникающей на ПП

2.3.1 Баланс меди

2.3.2 Симметричная структура для МПП

2.4 Обоснование принципов оценки деформации

2.5 Получение изображения поверхности печатной платы

2.6 Формат изображения поверхности печатной платы

2.7 Позиционирование изображений печатной платы

2.7.1 Определение контура

2.7.2 Определение отверстий

2.7.3 Поворот и выравнивание изображений

2.7.4 Определение центров отверстий

2.7.5 Выравнивание и смещение изображений

2.7.6 Расчёт смещения центров отверстий

2.7.7 Расчёт смещения центров отверстий

на поверхности ПП

2.7.8 Центровка обрабатываемых изображений

2.7.9 Дополнительное смещение изображения печатной платы

2.8 Формирование выходных данных

2.9 Определение зависимости степени деформации

от топологии слоя и параметров базового материала

2.9.1 Методика проведения эксперимента по определению зависимости степени деформации

2.9.2 Проектирование тестовых образцов

2.9.3 Технология изготовления образцов

2.9.4 Ход экспериментального исследования

2.9.5 Обработка данных

2.9.6 Результаты оценки деформации печатных плат

2.9.7 Суммарные результаты эксперимента

2.10 Метод оценки деформации слоя МПП

2.11 Выводы по главе

Глава 3. Разработка математической модели плоскостной деформации слоя печатной платы

3.1 Необходимость математической модели

и геометрического моделирования

3.2 Расчёт деформации с помощью математической модели

3.2.1 Предварительный расчёт

3.2.2 Уточнённый расчёт

3.3 Экспериментальная проверка предложенной модели

3.4 Методика автоматизированной оценки деформации

3.5 Выводы по главе

Глава 4. Разработка модуля предпроектной оценки деформации слоев

4.1 Выбор среды разработки

4.2 Построение карты деформации

4.3 Использование и настройка модуля АСТПП

4.4 Алгоритм настройки математической модели для этапа ТП

4.5 Корректировка топологии слоя МПП с учётом величины

деформации

4.6 Выводы по главе

Заключение

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А. Акты внедрения и использования

Приложение Б. Экспериментальные данные измерений усадки

Приложение В. Экспериментальные результаты деформации

ПП

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики и алгоритмов автоматизированной оценки деформации в многослойных печатных структурах»

Актуальность работы

С 2012 года в Российской Федерации действуют государственные программы «Развитие авиационной промышленности на 2013 - 2025 годы» и «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013 - 2025 годы», в которых особое внимание уделяется развитию производства высокотехнологичной и конкурентоспособной авионики [1, 2].

Для выполнения поставленных задач в первую очередь необходимо обеспечить отрасль современными печатными платами и монтажными подложками - физической основой любой авиационной аппаратуры.

Задачи улучшения массогабаритных характеристик бортовой аппаратуры летательных аппаратов требуют использования высокоинтегрированной элементной базы и вслед за этим - существенного уменьшения размеров монтажных подложек и одновременного увеличения плотности межсоединений, реализованных на них. В связи с этим неизбежна тенденция снижения точности совмещения межсоединений печатных плат, которую приходится преодолевать новыми технологическими приёмами.

Современные электронные изделия создаются на основе печатных плат (1111), представляющих многослойную структуру, состоящую из диэлектрического основания и проводящего рисунка. Одно из главных требований, предъявляемых к современным электронным изделиям, — снижение массогабаритных показателей аппаратуры. С целью удовлетворения этого требования многослойные печатные платы (МПП) постоянно усложняются, увеличивается плотность межслойных соединений. Однако увеличение плотности межслойных соединений неизбежно связано с уменьшением размеров их элементов.

Это приводит к возникновению проблемы пространственного совмещения контактных площадок слоёв под переходные отверстия. Рассовмещение вызывается деформацией базового композитного материала подложки в слое

и погрешностями технологического характера. Деформация тонких слоёв многослойных структур — неизбежный фактор, препятствующий точному пространственному совмещению элементов трансверсальных межсоединений: сквозных отверстий и контактных площадок внутреннего слоя МПП.

Дефекты, связанные с деформацией, проявляются на конечных этапах технологического процесса и приводят к увеличению количества бракованных изделий.

Снизить количество дефектов позволяет предварительная оценка деформации с помощью моделирования поведения композиционного материала в ходе процесса изготовления изделия и внесения корректив по результатам моделирования в проектные решения печатной платы и технологический процесс на этапе работы в автоматизированной системе технологической подготовки производства (АСТПП) МПП.

Вопросам моделирования деформации посвящён ряд работ таких отечественных авторов, как Ф. П. Галицкий, А. М. Медведев, В. А. Можаров, а также зарубежных: Happy T. Holden (USA, MentorGraphics), Terry Haney (USA, Excellon Automation Co.), Itou Motoaki, Sakamoto, Kazunori, Yoshida и др. Однако в работах указанных авторов недостаточно внимания уделяется вопросам экспериментального подтверждения результатов моделирования и расчётов, а также идентификации тех параметров моделей физических процессов, значения которых известны приближённо или неизвестны совсем. В их работах деформация представляется равномерной и одинаковой по всем слоям и усредняется за счёт перемещения баз на слое. Такой подход позволяет уменьшить до двух раз погрешности совмещения, что является недостаточным с точки зрения современных требований к МПП.

Поэтому следует признать актуальным создание методики и средств оценки деформации ПП, дающих возможность получить модели, обеспечивающие принятие обоснованных проектных решений в АСТПП, позволяющих снизить количество бракованных из-за деформации готовых изделий.

Целью работы является разработка методики, включающая метод и программно-аппаратный комплекс (ПАК), которая позволяет оценить деформации, возникающие при изготовлении печатных плат, и получение корректирующих данных для использования в АСТПП.

Основные задачи исследования:

• проанализировать факторы, влияющие на деформацию слоёв МПП во время изготовления;

• разработать методику, включающую метод, алгоритм и программно-аппаратный комплекс, для оценки и прогнозирования деформации на этапе принятия проектных решений, и учитывающую топологию слоя, характеристики базового материала и параметры технологического процесса изготовления 1111;

• разработать метод и алгоритм компенсации деформации слоя МПП;

• разработать модуль АСТПП для визуализации деформации и оптимизации проектных решений;

• разработать и экспериментально подтвердить эффективность использования ПАК в составе АСТПП.

Научная новизна работы состоит в совокупности научно-обоснованных технических решений, направленных на создание новой методики и алгоритмов анализа данных о деформации слоя МПП, используемых для уточнения и корректировки топологии МПП на этапе ТПП.

В ходе работы получены следующие научные результаты:

1. Установлена степень влияния характеристик МПП, которые вызывают несоразмерное изменение в геометрических размерах базового композиционного материала и оказывают наибольшее влияние на деформацию слоя во время изготовления, снижающую качество выходной продукции.

2. Разработана оригинальная математическая модель зависимости деформации базового материала от его характеристик, а также режимов и параметров технологического процесса. Данная модель свободна от ограничений, накладываемых стандартными пакетными продуктами. Одновременно с этим модель на этапе технологической подготовки производства

МПП позволяет спрогнозировать величину и направление деформации и снизить её суммарное влияние на качество продукции.

3. Разработана методика цифровой оценки плоскостной деформации слоя МПП в процессе изготовления, включающая метод, алгоритм оценки и ПАК. В отличие от ранее известных, позволяет сократить время оценки деформации слоя по сравнению с известными используемыми аппаратными методиками. Данная методика позволяет получить и визуально представить оценку интегральной деформации слоя в целом, в отличие от существующих методик, оценивающих деформацию лишь локально, а также дает возможность определить направление деформации и рассчитать её численное значение без дополнительного объединения данных с разных областей слоя.

4. Разработан метод и алгоритм уменьшения влияния деформации слоёв МПП на точность совмещения элементов межсоединений за счёт компенсационного перемещения элементов, что позволяет увеличить армирующее воздействие меди на слое без использования полигонов и без дополнительного изменения топологии печатной платы, требующего согласования с проектировщиком.

К теоретической и практической значимости диссертационного исследования можно отнести:

• Новые приёмы определения численных значений деформации слоёв и МПП в целом на разных этапах технологического процесса.

• Математическую модель деформации слоя МПП, учитывающую характеристики базового материала, а также режимы и параметры технологического процесса его изготовления.

• Разработку новых приёмов для увеличения количества и плотности межсоединений за счёт использования имитационного моделирования на основе модели прогнозирования деформации слоёв МПП.

• Автоматизацию процесса ТПП в части оценки и компенсации деформации слоёв МПП.

• Увеличение выхода количества годных изделий за счёт изменения топологии слоя на этапе ТПП.

• В соответствии с предложенной математической моделью, по результатам анализа и синтеза проектных решений, разработаны инструментальные программные средства, которые расширяют функциональные возможности типовых АСТПП печатных плат на этапе выполнения требований технологий автоматизированного производства МПП для электронных изделий.

• Осуществлена программная реализация разработанной методики и алгоритмов, обеспечивающая компенсацию деформационных изменений слоёв и учитывающая их характеристики.

• Разработанные в диссертационном исследовании методика, математическая модель, методы и алгоритмы обеспечения совмещения и рекомендации при проектировании МПП используются в ООО «Остек-Сервис-Технология» и АО «Российские космические системы», внедрены в учебный процесс федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»; использовались для выполнения СЧ ОКР по теме «Разработка технологий изготовления БНК и их элементов, нанесения лакокрасочного покрытия и контроля печатных узлов и печатных плат приборов» и НИОКР по теме «Разработка технологии контроля печатных плат и печатных узлов» (заказчик АО «Российские космические системы»).

Разработанные в ходе проведённого диссертационного исследования математическая модель, методы, алгоритмы и ПАК позволяют снизить погрешность рассовмещения элементов межсоединений в пространственных структурах МПП. В итоге это позволило увеличить количество и плотность межсоединений электронных компонентов на печатных платах без потери надёжности и за счёт этого повысить эксплуатационные свойства бортовой аппаратуры в части улучшения массогабаритных характеристик МПП.

Акты внедрения и использования результатов диссертационного исследования представлены в приложении к диссертации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты анализа режимов и параметров технологического процесса изготовления 1111, оказывающих доминирующее влияние на изменение геометрических размеров слоёв МПП и, как следствие, на величину брака продукции.

2. Математическая модель деформации слоя МПП, позволяющая на этапе АСТПП прогнозировать степень деформации и снизить влияние негативных факторов технологического процесса и свойств базового материала на конечный результат.

3. Разработанные алгоритм и ПО компенсации деформации позволяют на этапе АСТПП снизить суммарную величину деформации за счет оперативного внесения изменений в топологию слоя.

4. Разработанный ПАК оценки деформации позволяет рассчитать и визуально представить деформацию слоя после каждой технологической операции отдельно и всего ТП в целом.

Достоверность и обоснованность полученных результатов гарантируется корректностью анализа параметров и выбора исходных допущений при постановке задач, строгостью использованного математического аппарата и экспериментально подтверждённой адекватностью полученных теоретических и практических зависимостей.

Апробация

Основные положения и результаты работы представлялись и докладывались на 13 международных конференциях: Московской молодёжной научно-практической конференции «Инновации в авиации и космонавтике — 2014», апрель 2014 года, г. Москва; Московской молодёжной научно-практической конференции «Инновации в авиации и космонавтике — 2015», апрель 2015 года, г. Москва; Международной научно-технической конференции «Современные

технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентябрь 2015 года, г. Алушта; Международной конференции «Авиация и космонавтика — 2015», ноябрь 2015 года, г. Москва; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», апрель 2016 года, г. Москва; Международной научно-технической конференции «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентябрь 2016 года, г. Алушта; Международной конференции «Авиация и космонавтика — 2016», ноябрь 2016 года, г. Москва; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», апрель 2017 года, г. Москва; Международной конференции «Авиация и космонавтика — 2017», ноябрь 2017 года, г. Москва; Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», апрель 2018 года, г. Москва; Международной научно-технической конференции «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации», сентябрь, г. Алушта; Международной конференции «Авиация и космонавтика — 2018», ноябрь 2018 года, г. Москва, Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», апрель 2019 года, г. Москва.

Публикации

Результаты диссертации отражены в 16 научных работах, из них четыре опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК, и одна статья входит в международную базу цитирования Scopus.

Личный вклад заключается:

- в личном участии на всех стадиях проведения диссертационных исследований;

- моделировании и расчёте деформации слоя ПП, значительной части экспериментов, систематизации и анализе полученных результатов;

- разработке рекомендаций для повышения точности совмещений элементов межсоединений в пространственных структурах МПП.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами, общих выводов, списка используемых сокращений, списка литературы и трёх приложений. Общий объем работы — 156 страниц. Работа содержит 79 рисунков, 8 таблиц, 101 библиографической ссылки, 10 страниц приложения.

Глава 1. Анализ современного состояния и основных тенденций развития микроэлектронных компонентов и автоматизации производства монтажных подложек радиоэлектронной

аппаратуры 1.1 Тенденции развития производства ПП

Создание современной электронной аппаратуры неразрывно связано с разработкой и освоением новых методов изготовления печатных плат. В настоящее время индустрия радиоэлектронных средств движется в направлении увеличения производительности и набора функциональных возможностей. При этом постоянно ужесточаются требования к массогабаритным параметрам аппаратуры. Увеличение степени интеграции микросхем приводит к повышению плотности выводов на корпусе, что подталкивает на поиск новых конструкторских решений в компоновке их на поверхности печатной платы [3]. Производство же электронной аппаратуры и, в частности, монтажных подложек, неизбежно следует за развитием элементной базы. Как бы то ни было, с увеличением степени интеграции ужесточаются технологические нормы процесса производства печатных плат [3, 4]. Это в свою очередь приводит к повышению требований к надёжности и качеству изготовления печатных плат. Поэтому вся история электроники - это стремление к уменьшению размеров, увеличению быстродействия, массовости и надёжности производства, и этим тенденциям она будет следовать постоянно [7].

Печатная плата представляет собой комбинацию из органических материалов (например, смолы, наполнителей, стекловолокна и др.) и меди. Изоляционные и токопроводящие слои предназначены для создания электрических цепей внутри платы. Медные слои при этом, как правило, имеют много меньшие толщины по сравнению с диэлектриками. А так как размеры ПП постоянно уменьшаются, а количество компонентов на единицу площади увеличивается, то это приводит к уменьшению проводников и увеличению количества слоёв.

Конечно, производство современного электронного оборудования неразрывно связано с современными тенденциями развития ПП, количество ПП высокого класса точности постоянно растёт [8]. Соответственно, плотность размещения электрических цепей на проводящем рисунке становится выше, что приводит:

• к уменьшению размера контактных площадок;

• уменьшению ширины проводников и зазоров;

• увеличению количества слоёв;

• использованию многоуровневых соединений;

• использованию пространственных структур;

• использованию встроенных компонентов.

Электрические переходы между слоями, реализуемые при помощи переходных отверстий (ПО), также постоянно уменьшаются; воспроизводятся они при помощи сверления через изоляционные слои и осаждения меди по периметру для создания проводимости. Увеличение количества слоёв приводит к проблемам точности позиционирования и соблюдения допусков на гарантийный поясок ПО [8].

Наличие деформаций может привести к ряду неисправимых дефектов, а именно: смещению проводников, уходу контактных площадок, изменению в геометрии кромки печатной платы, разрыву проводников и других, не позволяющих изготавливать платы высокого класса точности. По данным длительной эксплуатации авиационных комплексов отказы печатного монтажа распределяются следующим образом: внутренние соединения - 72%, металлизированные отверстия - 24%, пайки - 2,5%, изоляция - 2%, обрывы проводов - 0,3%, печатные проводники внутренних слоёв - 0,1%, остальное -0,6%, [10]. Уровень деформации (смещение контактных площадок, допуски геометрии печатной платы, отклонение проводящего рисунка) строго регламентированы в ГОСТ Р 53429-2009 «Печатные платы. Основные параметры конструкции» [11].

В используемых современных методах изготовления печатных плат зачастую пропускают промежуточный контроль из-за увеличения стоимости и времени. Отсюда и большое количество бракованных на выходном контроле ПП высокого класса точности с большим количеством слоёв [11,12].

Поэтому поэтапный контроль производственных процессов сохраняет свою актуальность, так как получение паразитных смещений и деформации в процессе производства МПП может оказать значительное влияние как на соответствие заложенным требованиям к печатной плате, так и на работу изделия в целом.

1.1.1 Влияние уменьшения размеров контактных площадок

Основным препятствием на пути увеличения плотности межсоединений являются контактные площадки (КП) большого диаметра, так как они уменьшают трассировочное пространство между отверстиями [13]. Чем больше погрешности пространственного совмещения элементов межсоединений, тем вынужденно больше размер контактных площадок, чтобы обеспечить уверенное попадание в них сверла при получении переходных отверстий [14, 15]. Поэтому назначение размера пояска контактных площадок вокруг просверленных отверстий должно компенсировать любые возможные смещения элементов межсоединений в слоях относительно друг друга, а также не допустить попадания отверстия за пределы контактной площадки [16-18].

Существует прямая зависимость между минимальным диаметром площадки и относительной размерной стабильностью базового материала: использование стеклотекстолита с относительным смещением 0,02% вместо 0,05% позволяет уменьшить проектные нормы для расчёта контактной площадки с 0,25 мм до 0,1 мм (Рисунок 1).

Рисунок 1 — Пример влияния геометрической стабильности базового материала в % на выбор размера контактной площадки в мм. Использование

стеклотекстолита с меньшим относительным смещением позволяет уменьшить проектные нормы для расчёта контактной площадки в 2,5раза

Стандарт 1РС-6012В [19] напрямую связывает гарантийный поясок вокруг переходного отверстия и класс надёжности платы. Согласно стандарту, платы делятся на три класса надёжности: печатные платы 1-го класса предписывается использовать в устройствах, где поломка не является критичной; 2-го - где поломка не является критичной, но при этом крайне нежелательна; 3-го класса -когда отказ печатной платы недопустим. На рисунке Рисунок 2 изображены допустимые смещения переходного отверстия при попадании в КП для 1-го и 2-го классов надёжности. Для 3-го класса надёжности выход переходного отверстия за пределы КП недопустим, а минимальный гарантийный поясок должен быть равен 50 мкм на внешних слоях и 25 мкм - на внутренних слоях.

Рисунок 2 — Непопадание переходного отверстия в КП для 2-го (вверху) и 1-го (внизу) классов надёжности по 1РС-6012В

Авиационная и космическая техника относятся к 3-му классу надёжности по стандарту IPC-6012B и, следовательно, выход переходного отверстия за пределы КП недопустим [20]. Поэтому чтобы максимально уменьшить размер КП, необходимо обеспечить качественное совмещение элементов межсоединений [21].

1.1.2 Влияние уменьшения ширины проводников

и величины зазоров

Для увеличения количества межсоединений можно уменьшить ширину проводника, однако такое уменьшение ограничено токонесущими свойствами и омическим сопротивлением проводников [23]. Имеются ограничения и на уменьшение расстояний между проводниками (изоляционные зазоры) [24].

Также стоит отметить, что уменьшение ширины проводника не всегда доступно как инструмент увеличения плотности межсоединений, а определяется используемой в плате фольгой и числом дефектов, возникающих при формировании рисунка слоёв (Рисунок 3).

100

# 90

5

£ =Г ео

> 70

3 а. 60

ч 50

О X о 40

1 30

а о х 20

л 10

ш

0

-

0,07э\ 0,1Ч \ 0,125

мм * | | мм \ \ мм

|

0,25

2,5

25

250 2500

Длина линии, мм

Рисунок 3 — Выход годных плат в зависимости от ширины проводника Переход от 5-го к 6-му классу точности сопровождается десятикратным увеличением числа дефектов [25]. Большинство из этих дефектов исправляются на этапах межоперационного контроля (для обнаружения и устранения дефектов на слоях требуется дорогостоящее и сложное оборудование), но процент бракованных изделий неизменно растёт. Всё это приводит к удорожанию продукции с низкими значениями соотношения «проводник/зазор» при прочих равных параметрах 1111.

1.1.3 Влияние увеличения количества слоёв

Увеличение числа проводящих слоёв - это самое простое решение увеличения плотности межсоединений: когда не хватает места на существующих слоях для размещения всех необходимых межсоединений, добавляют ещё один слой. Этот подход широко применялся в прошлом, но, когда влияние величины затрат на изготовление повысилось, необходимым стал тщательный анализ проекта для минимизации числа слоёв, потому что с каждым дополнительным слоем существенно растут затраты на изготовление платы [26-29].

Типичный пример влияния числа слоёв на конечную стоимость изготовления можно видеть на рисунке Рисунок 4 [30].

Увеличение числа слоёв при любой ширине проводника приводит к большему числу проблем на производственном уровне, например, отношение

толщины платы к диаметру переходных отверстий, что в свою очередь вызывает трудности с их металлизацией и напрямую влияет на надёжность МПП в целом [31, 32]. Как следствие, уменьшается выход годной продукции, что в конечном итоге негативно сказывается на стоимости не только МПП, но и самого изделия.

900

0,075 0,1 0,125 0,15 0,175

ПРОВОДНИК/ЗАЗОР, ММ

0,2

0,225

0,25

Рисунок 4 — Сравнительная цена МПП в зависимости от количества

слоёв и ширины проводника

1.1.4 Влияние использования многоуровневых соединений

Ради увеличения трассировочного пространства проектировщики и производители идут на значительное усложнение технологий, чтобы выполнять в многослойных структурах глухие и скрытые отверстия, как показано на рисунке Рисунок 5.

Рисунок 5 — МПП с послойным наращиванием межслойных переходов (HDI Type II Constructions -1[C]1 согласно IPC-2226)

Традиционные технологии многослойных печатных плат методом металлизации сквозных отверстий не способны к монтажу микросхем с матричными выводами с шагом менее 1,0 мм [33, 34]. Но уже созданы корпуса микросхем типа CSP с шагом матричных выводов 0,508 мм и 0,254 мм. Для монтажа таких компонентов к МПП добавляются специальные слои с глухими металлизированными отверстиями, на которых реализуется трассировка цепей из-под микрокорпусов или из-под бескорпусных кристаллов микросхем (Рисунок 6) [35-36].

Рисунок 6 — Межслойные переходы с глухими отверстиями Использование многоуровневых соединений значительно увеличивает трассировочное пространство печатной платы. В зависимости от типов используемых отверстий (сквозных, глухих, слепых) и общей структуры платы выигрыш в трассировочном пространстве может составлять от 25% до 50% [38].

Однако повсеместное использование этой технологии затруднено в связи с необходимостью серьёзного переоснащения производства и её дороговизной [39].

Одним из основных путей повышения качества с учётом вышеперечисленных тенденций является снижение деформации подложек на слоях МПП и возможность оценки её величины для внесения изменений в конструкцию и технологические операции изготовления платы на этапе технологической подготовки производства (ТПП) с использованием автоматизированной системы.

Рассмотрим существующие методики оценки деформации на производстве:

1.2 Методики контроля геометрических параметров ПП

на производстве

В настоящее время существует два типа методик контроля геометрии печатной платы, которые базируются на разрушающем и неразрушающем методах.

1 - Разрушающий метод контроля. Суть метода заключается в анализе значений критических нагрузок на плату и составления чёткой статистической картины, на базе которой технолог делает те или иные корректировки в режимы производства. Наиболее популярными являются различные способы задания статичных нагрузок на растяжение и скручивание. Примером может служить процедура подачи монотонной нагрузки на плату (Рисунок 7).

Данная процедура проводится с целью проверки целостности связей между выводами на поверхности и между слоями печатной платы.

Рисунок 7 — Общий функциональный вид стенда для подачи монотонной нагрузки скручивания на плату [9]

Измерение величины деформации платы проводится с помощью тензорезисторов, располагаемых по контуру зоны перемещения ползунка.

После замера показаний тензорезисторов по контуру идёт сравнение измеренной величины деформации с регламентируемой в стандарте [40].

2 - Неразрушающий метод контроля. Оптической или визуальный контроль положения реперных точек в технологической зоне заготовки платы. Суть метода заключается в проверке ширины и длины платы на соответствие эталонным значениям, чтобы при наличии отклонений внести коррективы на более ранних технологических процессах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Хомутская Ольга Владиславовна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Государственная программа «Развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы» (утв. Постановлением Правительства от 15.04.2014 № 303). М.: Минпромторг России, 2012. 306 с.

2. Государственная программа «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности на 2013-2025 годы» (утв. Распоряжением Правительства РФ от 15 декабря 2012 г. №2396-р). М.: Минпромторг России, 2012. 284 с.

3. Медведев А. М. Электронные компоненты и монтажные подложки. Постоянная интеграция // Компоненты и технологии. 2006. № 12. С. 124134.

4. Азин А. В., Жуков А. А., Пономарев С. А. Метод оценки долговечности контактных соединений компонентов электронных плат при произвольной нагрузке // Перспективы развития фундаментальных наук: сб. науч. тр. XIV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Томск, 25-28 апреля 2017 г.Томск: Изд-во ТПУ, 2017. Т. 3: Математика. С. 11-13.

5. Кочерганов И. И., Горячев Н. В., Гришко А. К. Выбор оптимального варианта построения электронных средств // Вестник Пензенского государственного университета. 2015. № 2 (10). С. 153-158.

6. ECSS-Q-ST-70-12C. Division S. Space product assurance: design rules for printed circuit. Noordwijk, The Netherlands. 173 p. 14 July 2014.

7. Moore G. E. Cramming more components onto integrated circuits // Electronics. 1965. Vol. 38, No. 8. Pp. 114-117.

8. Thukral V., Zaal J. J. M., Roucou R., Jalink J., Rongen R. T. H. Understanding the Impact of PCB Changes in the Latest Published JEDEC Board Level Drop Test Method // IEEE 68th Electronic Components and Technology Conference (ECTC). 2018. Pp. 1-12.

9. Kaur B., Kaur G., Kaur A. Detection and Classification of Printed Circuit Boards Defects // Open Transac. Info. Pro. 2014. Vol. 1, No. 1. Pp. 8-16.

10. Медведев А. М. Печатные платы. Физическая надёжность межсоединений // Надежность. 2014. № 2. С. 15-21.

11. ГОСТ Р 53429-2009. Платы печатные. Основные параметры конструкции. М.: Стандартинформ.

12. Xu L., Zhou S., Lu J. Optimization of PCB Board to Improve Thermomechanical Reliability of Lead-Free Solder Ball Joint // International Conference on Electronic Packaging Technology (ICEPT). 2018. Pp. 45-62

13. Lee N. H., Sharma P., Sung P., Chen S., Chung S. PCB engineering for improving temperature cycling reliability of lead-free solder ball joint // IEEE 24th International Symposium on the Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits (IPFA). 2017. Pp. 1-6.

14. Медведев А. М., Можаров В. А. Плотность межсоединений электронных компонентов // Печатный монтаж (приложение к журналу «Электроника. НТБ»). 2011. № 3. С. 140-145.

15. Ванцов С. В., Медведев А. М., Маунг Маунг З., Хомутская О. В. Анализ процесса сверления отверстий в композиционных материалах оснований печатных плат // Надёжность и качество сложных систем. 2016. № 2. С. 3744.

16. Хомутская О. В., Можаров В. А. Влияние нефункциональных контактных площадок на различные характеристики печатных плат // Электроника. НТБ. 2017. № 3. С. 166-176.

17. Birch B., Road S., Nepean W. Discussion on non-functional pad removal/backdrilling and PCB reliability // PWB Interconnect Solut. Inc. 2005. No. 7. Pp. 14-32.

18. Tulkoff C. Non-functional pads should they stay or should they go // DfR Solut. 2010. No. 301. Pp. 45-52.

19. Barker B., Donald S., Dasgupta A., Abhijit A. Thermal Stress Issues in Plated-Through-Hole Reliability // In: Lau J. H. (eds.). Thermal Stress and Strain in Microelectronic Packaging. Springer, Boston, MA, 1993. Chapter 20. Pp. 648-683.

20. IPC-6012B. Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards. 2004. P. 39.

21. Васильева Е. В., Хомутская О. В. Анализ деформации печатных плат аэрокосмического назначения // Междунар. конф. «Авиация и космонавтика — 2016»: сб. тезисов докладов. Москва, 14-18 ноября 2016 г. С. 236-238.

22. Хомутская О. В., Влияние нефункциональных контактных площадок на различные характеристики печатных плат, Международная молодежная научная конференция «Гагаринские чтения». 12-15 апреля 2016 года, Москва, Сборник тезисов докладов конференции. - С. 206-207.

23. Лезе А., Шойерман У. Трассировка силовых цепей на печатных платах FR4 : рекомендации и ограничения // Компоненты и технологии. 2010. № 1. С. 90-93.

24. Медведев А. М., Можаров В. А., Мылов Г. В. Печатные платы. Электрические свойства базовых материалов // Печатный монтаж (приложение к журналу «Электроника. НТБ»). 2011. № 6. С. 150-157.

25. Акулин А. Технологические параметры многослойных печатных плат и критерии их выбора // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 5. С. 30-32.

26. Akbari S., Lovberg A., Tegehall P., Brinkfeldt K., Andersson D. Effect of PCB cracks on thermal cycling reliability of passive microelectronic components with single-grained solder joints // Microelectronics Reliability. 2019. Vol. 93. Pp. 61-71.

27. Roellig M., Dudek R., Wiese S., Boehme B., Wunderle B., Wolter B., Michel B. Fatigue analysis of miniaturized lead-free solder contacts based on a novel test concept // Microelectronics Reliability. 2007. Bd. 47. Pp. 187-195.

28. PalaniaPan A., Li L., Tae-Kyu L. Impact of press-fit connector pin microstructure elastic response to PCB through-hole Cu wall interface long-term contact reliability // 20th Electronics Packaging Technology Conference. Pp. 890-893.

29. Li Y., Goyal D. 3D Microelectronic Packaging: From Fundamentals to Applications. Springer International Publishing, Switzerland, 2017. 465 p. Chapter 1. Pp. 1-15.

30. Медведев А. М., Можаров В. А., Мылов Г. В. Печатные платы. Базовые материалы. Фольги // Производство электроники. 2012. № 1. С. 12-17.

31. Ванцов С. В., Медведев А. М., Маунг Маунг З., Хомутская О. В. Надёжность процесса сверления печатных плат, понятие отказа // Электроника. НТБ. 2016. № 8 (158). С. 168-188.

32. Vantsov S. V., Vasil'ev F. V., Medvedev A. M., Khomutskaya O. V. Quasi-Determinate Model of Thermal Phenomena in Drilling Laminates // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38, No. 12. Pp. 1074-1076.

33. Медведев А. М. Сборка и монтаж электронных устройств. М.: Техносфера, 2007. 256 с.

34. Акулин А. Варианты исполнения печатных плат с глухими и скрытыми отверстиями // Технологии в электронной промышленности. 2007. № 3. С. 31-34.

35. Медведев А. М., Семенов П. В. Концепция развития российского производства печатных плат // Технологии в электронной промышленности. 2010. № 1. С. 16-22.

36. Lau J., Barker D., Dasgupta A. Thermal stress and strain in microelectronics packaging. New York City: Van Nostrand Reinhold, 1993. 883 p.

37. Holes A. V. Through Hole Reliability for High Aspect Via Holes. 2013. June. Pp. 50-55.

38. Печатные платы. Справочник (В 2 кн.) / под ред. К. Кумбза. М.: Техносфера, 2011. Кн. 1. 1016 с.

39. Rahangdale U., Srinivas R., Krishnamurthy S., Rajmane P., Misrak A., Sakib A. R. Effect of PCB Thickness on Solder Joint Reliability of Quad Flat No-Lead Assembly under Power Cycling and Thermal Cycling // 33rd Thermal Measurement, Modeling & Management Symposium (SEMI-THERM). 2017. Pp. 70-76.

40. Holden H. HDI Via Structures Effect on PCB Design Flexibility, Constraints and Cost [Электронный ресурс]. URL: https://pcdandf.com/pcdesign/index.php/2007-archive-articles/2879-hdi-via-structures-effect-on-pcb-design-flexibility-constraints-and-cost (дата обращения: 01.05.2019).

41. Бегер Е. Деформации печатных плат: как их предотвратить на этапе конструирования // Печатный монтаж (приложение к журналу «Электроника. НТБ»). 2008. № 8. С. 94-99.

42. Dave N., Tambade V., Pandhare B., Saurav S. PCB Defect Detection Using Image Processing And Embedded System // Int. Res. J. Eng. Technol. 2016. Vol. 3, No. 5. Pp. 1-5.

43. Nayak J. P. R., Anitha K., Parameshachari B. D., Banu R., Rashmi P. PCB Fault Detection Using Image Processing // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 225, No. 1. P. 1-7.

44. Solomon M., Eke S. E., Ajulo E., Aibinu M., Ubadike O. C. Automated printed circuit board (pcb) defect detection using digital image processing technique // Journal of Mechatronics and Automation. 2019. Vol. 6, No. 1. Pp. 285-289.

45. Aravand A., Sobhi J. The implementation of automated optical inspection in printed circuit boards // Int. J. Comp. Sci. Net. Sec. 2017. Vol. 17, No. 6. Pp. 137-146.

46. Singh A., Nayak V. H., Vayada M. G. Automatic Detection of PCB Defects // Int. J. Sci. Res. Dev. 2014. Vol. 1, No. 6. Pp. 285-289.

47. Nayak J. P., Parameshachari B. D., Soyjaudah K. S., Banu R., Nuthan A. C. Identification of PCB Faults using Image Processing // IEEE Int. Conf., 2017. Pp. 1-4.

48. Thierauf S. C. High-Speed Circuit Board Signal Integrity. Boston, London: Artech House, Inc., 2004. 243 p.

49. Masalkar P. R., Kasliwal P. S. Study of the Image Processing algorithms for defect detection of PCBs // Int. J. Eng. Technol. Sci. Res. 2017. Vol. 4, No. 6. Pp. 606-612.

50. Chaudhary V., Dave I. R., Upla K. P. Automatic Visual Inspection of Printed Circuit Board for Defect Detection and Classification // IEEE Int. Conf., 2017. Pp. 732-737.

51. Можаров В. А., Шуман К. В. Адаптация техпроцесса подготовки производства печатных плат высокого класса точности под заданные параметры геометрической стабильности базового материала // Труды МАИ. 2012. № 50. 13 c. URL: https://mai.ru/publications/index.php?ID=28828 (дата обращения: 20.11.2018).

52. ГОСТ 23752-79. Платы печатные. Общие технические условия. М.: Стандартинформ.

53. Chiueh T.-C. A case for Wafer-scale interconnected memory arrays // Proceedings of the 1992 ACM/IEEE conference on Supercomputing. Los Alamitos, CA, USA: IEEE Computer Society Press, 1992. Pp. 468-477.

54. Медведев А., Мылов Г. Печатные платы. Причины коробления // Технологии в электронной промышленности. 2012. № 2. С. 46-48.

55. Wiese S., Bruch D., Elasmi M., Kraemer F., Ahmar J. Experimental Design for Tensile Tests on PCB Coper Traces for Board Level Packaging // iEEE -Proceedings of 17th international Conference on Thermal, Mechanical and MultiPhysics Simulation, and Experiments (EuroSimE), Montpellier, 1820.04.2016. Pp. 1-7.

56. Wiese S., Kraemer F., Al Ahmar J. The onset of plastic flow in copper materials used for rigid and flexible PCB // 18th International Conference on Thermal, Mechanical and Multi-Physics Simulation and Experiments in Microelectronics and Microsystems (EuroSimE), 2017. Pp. 1-5.

57. Можаров В. А. Обеспечение пространственного совмещения элементов межсоединений в многослойных печатных структурах: дис. канд. техн. наук. М., 2013. 149 с.

58. Медведев А. М. Печатные платы. Конструкции и материалы. М.: Техносфера, 2005. 304 с.

59. Медведев А. М., Можаров В. А. Размерная стабильность слоёв прецизионных многослойных печатных плат // Печатный монтаж (приложение к журналу «Электроника. НТБ»). 2011. № 4. С. 140-147.

60. Медведев А. М., Можаров В. А. Многослойные печатные платы. Способы улучшения размерной стабильности материалов слоёв // Производство электроники. 2011. № 5. С. 30-34.

61. Беклемишев Д. В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. М.: Физматлит, 2005. 304 с.

62. Медведев А. М. Технология производства печатных плат. М.: Техносфера, 2005. 360 с.

63. Шкундина С. Е., Сержантов А. М. Подготовка слоёв печатной платы к прессованию // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 8. С. 22-24.

64. Микитин В. М., Смирнов Н. А., Тювин Ю. Д. Электронное конструирование ЭВМ. Основы компоновки и расчёта параметров конструкций: учеб. пособие / под ред. Б. Н. Файзулаева. М.: Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет), 2000. 52 с.

65. Christie P., Stroobandt D. The Interpretation and Application of Rent's Rule. // IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems. 2000. № 6. Pp. 639-648.

66. Арсентьев С., Медведев А. Анатомия сквозного металлизированного отверстия // Технологии в электронной промышленности. 2009. № 5. С. 8487.

67. Браунер К., Блок Т. Б., Херрманн А. С. Мезоуровень моделирования процесса производства сэндвич-конструкций для анализа вязкоупругих остаточных напряжений // Композитные материалы. 2011.

68. Хушка М. Руководство по многослойному склеиванию. Государственная взаимная книга и периодическое обслуживание, Limited, 1990.

69. Suhasini A., Kalro S. D., Prathiksha B. G., Meghashree B. S., Phaneendra H. D. PCB Defect Detection Using Image Subtraction Algorithm // Int. J. Comp. Sci. Tre. Technol. 2015. Vol. 3, No. 3. Pp. 1-6.

70. IPC/JEDEC-9702. Monotonic Bend Characterization of Board-Level Interconnects, 2004.

71. Савельев А. Я., Овчинников В. A. Конструирование ЭВМ и систем: eчеб. для вузов по спец. «Выч. маш., компл., сист. и сети». М.: Высшая школа, 1984. 284 с.

72. Пахнин А. Формирование структуры сложных многослойных печатных плат // Производство электроники. 2011. № 2. С. 32-41.

73. Грузман И. С. и др. Цифровая обработка изображений в информационных системах: учеб. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. 168 с.

74. Файн В. С. Опознавание изображений. М.: Наука, 1970. 299 с.

75. Платонов А. К. Определение параметров проективного отображения в зрительном канале робота. Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша, 2007, 039. 33 с.

76. Несколько слов об электрическом тестировании и совмещении печатных плат [Электронный ресурс]. URL: http://www.asold.ru/shared/attachments/pages/44/03 -EHlektricheskoe_testirovanie_PP.pdf (дата обращения: 01.05.2019).

77. Поиск и классификация объектов в OpenCV (HOG и нейросеть) [Электронный ресурс]. URL: https://iskees.wordpress.com/2013/01/13/поиск-и-классификация-объектов-в-opencv-hog-и-н/ (дата обращения: 05.06.2019).

78. Svanberg M. J., Holmberg A. J. Prediction of shape distortions. Part I. FE-implementation of a path dependent constitutive model // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. 2004. Vol. 35 (6). Pp. 711-721.

79. Lanzerotti M. Y., Fiorenza G., Rand R. A. Interpretation of rent's rule for ultralarge-scale integrated circuit designs, with an application to wirelength distribution models // IEEE Trans. VLSI Syst., 2004. Pp. 1330-1347.

80. Поиск контуров на изображениях [Электронный ресурс]. URL: https: //docs.opencv.org/3. 4/d4/d73/tutorial_py_contours_begin. html (дата обращения: 01.05.2019).

81. Метод пороговых значений [Электронный ресурс]. URL: https://docs.opencv.org/3.4.3/d7/d4d/tutorial_py_thresholding.html (дата обращения: 01.05.2019).

82. Преобразование контуров [Электронный ресурс]. URL: https://docs.opencv.org/3.1.0/dd/d49/tutorial_py_contour_features.html (дата обращения: 01.05.2019).

83. Дегтярёва А., Вежневец В. Преобразование Хафа (Hough transform) // Компютерная графика и мультимедиа. 2003. Вып. № 1 (1) [Электронный ресурс]. URL: http://cgm.computergraphics.ru/content/view/36 (дата обращения: 15.05.2019.

84. Задача поиска объектов на изображении [Электронный ресурс] URL: http://mechanoid.kiev.ua/cvimage-detector.html (дата обращения: 05.06.2019).

85. Landman B. S., Russo R. L. On a Pin Versus Block Relationship For Partitions of Logic Graphs // IEEE Trans. Comput. 1971. Vol. 20, No. 12. Pp. 1469-1479.

86. Harris corner Detection [Электронный ресурс] URL: https://docs.opencv.org/3.0-

beta/doc/py_tutorials/py_feature2d/py_features_harris/py_features_harris.html (дата обращения: 05.06.2019).

87. Борисов Е. С. Базовые методы обработки изображений [Электронный ресурс] URL: http://mechanoid.kiev.ua/cv-base.html (дата обращения: 05.06.2019).

88. Куликов Н. С., Хомутская О. В. Цифровой метод автоматизированной оценки деформации печатной платы во время производства // Междунар. молодежная науч. конф. «Гагаринские чтения»: сб. тезисов докл. Москва, 17-20 апреля 2018 г. С. 168.

89. Ванцов С. В., Васильев Ф. В., Медведев А. М., Хомутская О. В. Метод оценки деформации печатной платы // Междунар. конф.«Авиация

и космонавтика — 2018»: сб. тезисов докл. Москва, 19-23 ноября 2018 г. С. 234.

90. Никитин С. А., Поздняков К. Е., Хомутская О. В. Оценка деформации печатной платы на этапе технологической операции травления // Междунар. конф. «Авиация и космонавтика — 2018»: сб. тезисов докл. Москва, 19-23 ноября 2018 г. С. 190-191.

91. Ванцов С. В., Куликов Н. С., Хомутская О. В. Цифровой метод автоматизированной оценки деформации печатной платы // Электроника. НТБ. 2018. № 2. С. 186-191.

92. Можаров В. А. Математическая модель пространственного совмещения элементов межсоединений в многослойных структурах авионики // Труды МАИ. 2013. № 65. С. 10. URL: https://mai.ru/publications/index.php?ID=40198 (дата обращения: 20.03.2013)

93. Park S. H. Six Sigma for Quality and Productivity Promotion. Tokyo: Asian Productivity Organization, 2003. 207 p.

94. Хомутская О. В. Модель расчёта напряженности слоёв многослойной печатной платы // Междунар. конф. «Авиация и космонавтика — 2017»: сб. тезисов докл. Москва, 20-24 ноября 2017 г. С. 195-196.

95. Можаров В. А., Хомутская О. В. Математическая модель деформации заготовки многослойной печатной платы // Междунар. науч.-техн. конф. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации»: сб. тезисов докл. Алушта, 14-20 сентября 2016 г. С. 83-85.

96. Хан Х. Т. Остаточные напряжения в полимерно-матричном композите. Ламинаты // Журнал композиционных материалов. 1976. № 10. С. 266-278.

97. Benabou I., Etgens V., Tao Q. B. Finite element analysis of the effect of process-induced voids on the fatigue lifetime of a lead-free solder joint under thermal cycling // Microelectronics Reliability. 2016. Vol. 65. Pp. 243-254.

98. Guicui Fu, Yutai Su, Wendi Guo, Bo Wan, Zhongqing Zhang, Ye Wang. Life prediction methodology of system-in-package based on physics of failure // Microelectronics Reliability. 2018. Vol. 88-90. Pp. 173-178.

99. Хомутская О. В., Васильева Е. В. Моделирование деформации печатных плат // Междунар. молодежная науч. конф. «Гагаринские чтения»: сб. тезисов докл. Москва, 5-20 апреля 2017 г. С. 889-890.

100. Можаров В. А., Хомутская О. В. Управление качеством технологического процесса с использованием интеллектуального анализа данных // Междунар. конф. «Авиация и космонавтика — 2015»: сб. тезисов докл. Москва, 16-20 ноября 2015 г. С. 465-467.

101.Хомутская О. В. Модель прогнозирования деформации печатной платы во время изготовления // Междунар. науч.-техн. конф. «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации»: сб. тезисов докл. Алушта, 14-20 сентября 2018 г. С. 87.

Приложение А. Акты внедрения и использования

«УТВЕРЖДАЮ»

--'"Мгойпер 1ю научной работе ФГБОУ ВО

«•■«■ншиУиА 11111 ||||\Т

по на» чном работе ФГБОУ ВО

АКТ

об использовании результатов диссертациоиной работы Хомутской Ольги Влалнславовны «Разработка м ■.-толики н апорт мои автошин троилтюй оценки :кфо|""ЩНН В многослойных печатных структурах» при выполнении СЧ ОКР

Мы. нижеподписавшиеся, заместитель директора дирекции института К 3 по научной работе Веремеенко К.К., в н.с. НИО-307 Медведев А.М . инженер 1й катег ории НИО-307 Овсянников О И. составили настоящий акт о том. что результаты диссертационной работы Хомутской ОВ использовались для выполнения СЧ ОКР по теме «Разработка технологий изготовления БИК и их элементов, нанесения лакокрасочного покрытия и контроля печатных узлов и печатных плат приборов» и НИОКР по теме «Разработка технологии контроля печатных плат и печатных узлов» (заказчик АО «Российские космические системы»), а именно:

- разработанная методика опенки деформации использовалась при изготовлении имитаторов дефектов печатных плат;

- разработанный модуль АСТПП позволил прогнозировать поведение слоев печать« плат. что. в свою очередь, повысило выход годных изделий.

Ведущий научный сотрудник НИО-307

Заместитель директора дирекции института .V* 3 по научной работе

Овсянников О.П.

Приложение Б. Экспериментальные данные измерений усадки

Таблица 1 - Экспериментальные данные измерений координат контрольных отверстий для заготовок 1^4 (термостабилизированных)

Номер точки Координаты после сверления, мм Координаты после термостабилизации, мм Координаты после имитации прессования, мм Маркер отрезка Длина отрезков после сверления (Ь0) , мм Длина отрезков после термостабилизации (Ы) , мм Длина отрезков после имитации прессования (Ь2) , мм Отношение L2/L1 Поправка на усадку, %

Х0 У0 Х1 У1 Х2 У2

Тестовый образец №1

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0125 299,9210 299,8250 0,99968 0,032

4 300,0125 0,0000 299,9210 0,0000 299,8250 0,0000 3-4 189,9840 189,9125 189,8275 0,99955 0,045

3 299,9975 189,9840 299,9130 189,9125 299,8465 189,8275 2-3 300,0075 299,9110 299,8260 0,99972 0,028

2 -0,0100 189,9875 0,0020 189,9165 0,0205 189,8890 1-2 189,9875 189,9165 189,8890 0,99986 0,014

Тестовый образец №2

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0070 299,8940 299,8250 0,99977 0,023

4 300,0070 0,0000 299,8940 0,0000 299,8250 0,0000 3-4 189,9900 189,9070 189,8100 0,99949 0,051

3 299,9925 189,9900 299,8775 189,9070 299,7900 189,8100 2-3 300,0085 299,9085 299,8165 0,99969 0,031

2 -0,0160 189,9925 -0,0310 189,9110 -0,0265 189,8605 1-2 189,9925 189,9110 189,8605 0,99973 0,027

Тестовый образец №3

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0150 299,9350 299,8810 0,99982 0,018

4 300,0150 0,0000 299,9350 0,0000 299,8810 0,0000 3-4 189,9960 189,9405 189,8760 0,99966 0,034

3 299,9950 189,9960 299,9245 189,9405 299,8860 189,8760 2-3 300,0095 299,9395 299,8905 0,99984 0,016

2 -0,0145 189,9825 -0,0150 189,9460 -0,0045 189,9030 1-2 189,9825 189,9460 189,9030 0,99977 0,023

Тестовый образец №4

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0055 299,9200 299,8735 0,99984 0,016

4 300,0055 0,0000 299,9200 0,0000 299,8735 0,0000 3-4 189,9905 189,9380 189,8725 0,99966 0,034

3 299,9945 189,9905 299,9095 189,9380 299,8825 189,8725 2-3 300,0105 299,9305 299,8895 0,99986 0,014

2 -0,0160 189,9935 -0,0210 189,9490 -0,0070 189,8595 1-2 189,9935 189,9490 189,8595 0,99953 0,047

Таблица 2 - Экспериментальные данные измерений координат контрольных отверстий для заготовок 5^8 (без термостабилизации)

Номер точки Координаты после сверления, мм Координаты после имитации прессования, мм Маркер отрезка Длина отрезков после сверления (L0) , мм Длина отрезков после имитации прессования (L2) , мм Отношение L2/L1 Поправка на усадку, %

X0 Y0 X2 Y2

Тестовый образец №5

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 299,9875 299,8560 0,99956 0,044

4 299,9875 0,0000 299,8560 0,0000 3-4 189,9790 189,8715 0,99943 0,057

3 299,9710 189,9790 299,8785 189,8715 2-3 299,9810 299,8605 0,99960 0,040

2 -0,0100 189,9780 0,0180 189,9230 1-2 189,9780 189,9230 0,99971 0,029

Тестовый образец №6

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 299,9775 299,8515 0,99958 0,042

4 299,9775 0,0000 299,8515 0,0000 3-4 189,9740 189,8595 0,99940 0,060

3 299,9705 189,9740 299,8405 189,8595 2-3 299,9785 299,8580 0,99960 0,040

2 -0,0080 189,9770 -0,0175 189,9215 1-2 189,9770 189,9215 0,99971 0,029

Тестовый образец №7

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0095 299,9120 0,99968 0,032

4 300,0095 0,0000 299,9120 0,0000 3-4 189,9860 189,8945 0,99952 0,048

3 299,9930 189,9860 299,9145 189,8945 2-3 300,0095 299,9205 0,99970 0,030

2 -0,0165 189,9875 -0,0060 189,9385 1-2 189,9875 189,9385 0,99974 0,026

Тестовый образец №8

1 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 1-4 300,0210 299,9320 0,99970 0,030

4 300,0210 0,0000 299,9320 0,0000 3-4 189,9845 189,8885 0,99949 0,051

3 300,0040 189,9845 299,9290 189,8885 2-3 300,0105 299,9205 0,99970 0,030

2 -0,0065 189,9870 0,0085 189,9435 1-2 189,9870 189,9435 0,99977 0,023

Приложение В. Экспериментальные результаты деформации ПП

0,3

0,25

0,2

| 0,15

О

Я 0,1

0,24'

0,242

0,183 0,182

0,197 0,203

0,174

—

0,212 0,216

0,17

0,05

5 6 7 8 9 10

Номер заготовки

0

1

2

3

4

Рисунок 1 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при вертикальном расположении проводников на 1 слое и отсутствии меди

на 2 слое. Разброс значений не более 3%

0,25

5 6 7 8 9 10

Номер заготовки

0

1

2

3

4

Рисунок 2 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при горизонтальном расположении проводников на 1 слое и отсутствии меди

на 2 слое. Разброс значений не более 3%

0,3

0,25

0,2

| 0,15 р

о

<и 0,1

0,159

0,202

0,05

56 Номер заготовки

10

Рисунок 3 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при диагональном расположении проводников на 1 слое и отсутствии меди

на 2 слое. Разброс значений не более 3%

0,16

0,14

0,12 м

^ 0,1 ос

и

а 0,08 р

£ 0,06 е

0,04 0,02 0

0,116

0,099

0,089

56 Номер заготовки

0,098

10

0

1

2

3

4

7

8

9

1

2

3

4

7

8

9

Рисунок 4 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при вертикальном расположении проводников на 1 слое и наличии медного полигона на 2. Разброс значений не более 3%

0,14

0,12 0,1 0,08

а 0,06

о

■а

си

^ 0,04

0,02 0

0,119

0,125

0,113

-0,1С

0,101

0,064

12

456

Номер заготовки

7 8 9 10

Рисунок 5 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при горизонтальном расположении проводников на 1 слое и наличии медного

полигона на 2. Разброс значений не более 2%

0,25

0,2

к 0,15 и

р

2 0,1 ■ее

0,05

0,186

12

456

Номер заготовки

7 8 9 10

3

0

3

Рисунок 6 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при диагональном расположении проводников на 1 слое и наличии медного полигона на 2. Разброс значений не более 3%

0,3

0,25

0,2

| 0,15 р

о

<и 0,1

0,23

0,189

0,169 0,174

0,199

0,05

56 Номер заготовки

10

Рисунок 7 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при вертикальном расположении проводников на 1 слое и горизонтальном

на 2. Разброс значений не более 3%

0,2

0,18

0,16

м0,14 м

оТ 0,12 и

| 0,1 ро0,08

■Ое

^ 0,06 0,04 0,02 0

0,16

56 Номер заготовки

10

0

1

2

3

4

7

8

9

1

2

3

4

7

8

9

Рисунок 8 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при горизонтальном расположении проводников на 1 слое и диагональном

на 2. Разброс значений не более 3%

Рисунок 9 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП при вертикальном расположении проводников на 1 слое и диагональном на 2.

Разброс значений не более 2%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер заготовки

Рисунок 10 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП после этапа сверления. Разброс значений не более 5%

0,35 0,3

0,25 0,279

£ 0,2 и а

мр0,15 о

■а

е

^ 0,1

0,2600,262 0,261 0,267 0,25 0,242 0,247

0,2470,2620,2590,251

0,05 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Номер заготовки

Рисунок 11 — Экспериментальные результаты размерной деформации ПП после этапа прессования. Разброс значений не более 5%