Johdanto
Erittäin{0}}luotettavan PCBA-valmistuksen alalla monet asiakkaat keskittyvätAOI, röntgenkuva-, ICT- ja toiminnalliset testaukset, mutta niissä jätetään usein huomiotta yksi testi, jolla on merkittävä vaikutus pitkäaikaiseen vakauteen: SIR-eristysresistanssitesti. Erityisesti autoelektroniikassa, lääkinnällisissä laitteissa, lentoliikenteen ohjausjärjestelmissä ja teollisuuden virtalähdetuotteissa SIR-testauksesta on tullut kriittinen validointimenetelmä PCBA:n pitkän aikavälin luotettavuuden arvioinnissa. Kuitenkin, kun insinöörit kohtaavat tämän testin ensimmäistä kertaa, he kysyvät usein: Miksi SIR-testauksen täytyy yleensä kestää 168 tuntia tai jopa pidempään? Syynä on se, että eristysvika ei ole välitön ongelma, vaan asteittainen prosessi, joka kehittyy lämpötilan, jännitteen ja kosteuden yhteisvaikutuksissa.
SIR-testauksen ydintarkoitus ei ole havaita "oikosulkuja"
Monet ihmiset uskovat virheellisesti, että SIR-testaus vain tarkistaa, ovatko PCB-piirit johtavia. Todellisuudessa PCBA-valmistuksen luotettavuuden todentamisessa SIR-testauksen (Surface Insulation Resistance) ydintavoitteena on arvioida, pystyvätkö PCB:n pinta ja juotetut alueet säilyttämään riittävän eristyskyvyn pitkällä-jännityksen ja korkean{2}}kosteuden olosuhteissa. Todella vaarallinen ongelma ei ole ilmeinen oikosulku, vaan heikon vuotovirran asteittainen lisääntyminen. Tämä muutos ei yleensä ilmene heti tuotannon jälkeen, mutta pitkäkestoisissa käyttöympäristöissä se voi johtaa signaalin ajautumiseen, toimintahäiriöihin tai jopa korroosioon liittyviin-vioihin. Siksi SIR-testaus lähinnä simuloi PCBA:n eristyskestävyyttä pitkän -huollon jälkeen.
Ionikontaminaatio ei heti aiheuta vikaa
PCBA:n valmistusprosessin aikana sulatusjäämät, epätäydellinen puhdistus ja ympäristön epäpuhtaudet voivat kaikki jättää ionijäämiä PCB:n pinnalle. Normaaleissa lämpötiloissa ja kuivissa olosuhteissa nämä ionit eivät yleensä aiheuta havaittavia ongelmia, joten monet PCBA-tuotteet voivat läpäistä toimintatestauksen, vaikka ne sisältävät mahdollisia epäpuhtauksia. Kuitenkin, kun PCB altistuu korkealle-kosteudelle pitkäksi aikaa samalla kun esijännitettä käytetään jatkuvasti, jäännösionit adsorboivat vähitellen kosteutta muodostaen johtavia reittejä. Tämä muutos tapahtuu hitaalla, kumulatiivisella prosessilla. Lyhyen aikavälin testaus ei usein paljasta riskejä. siksi SIR-testaus vaatii pitkäkestoista, jatkuvaa toimintaa, jotta ionien migraatioprosessi voi avautua täysin. 168{8}}tunnin testisykli on pohjimmiltaan suunniteltu tarkkailemaan tätä pitkän aikavälin evoluutiokäyttäytymistä.
Sähkökemiallinen siirtyminen vaatii aikaa kertyä
Korkeassa-kosteudessa, jännitteellisessä-jänniteympäristössä PCB:n pinnalla olevat metalli-ionit voivat kulkeutua sähkökemiallisesti. Tämä pätee erityisesti hieno-pitch PCBA-tuotteisiin, joissa piirien välinen etäisyys on yhä kapeampi. Kun ionien kulkeutuminen muodostaa dendriittisiä rakenteita, se voi asteittain vähentää eristysvastusta. Nämä dendriitit eivät muodostu hetkessä, vaan ne laajenevat hitaasti jatkuvan lämmön, kosteuden ja sähkökentän vaikutuksesta. Monissa PCBA-valmistusprojekteissa data pysyy täysin normaalina ensimmäisen 24 tunnin aikana, mutta 72 tunnin jälkeen vastus alkaa laskea merkittävästi, joidenkin ongelmien ilmeneminen voi kestää jopa yli 120 tuntia. Tämä on keskeinen syy siihen, miksi teollisuus käyttää yleensä 168 tunnin tai pidempiä SIR-testijaksoja.
Tiheät{0}}piirilevyt vaativat yhä tiukempia SIR-vaatimuksia
Kun elektroniikkatuotteiden koko pienenee jatkuvasti, -tiheyksisten piirilevyjen kokoonpanosta on tullut alan standardi. BGA:iden, hieno-korkeuden IC:iden ja nopean-signaalilinjojen laaja käyttö on johtanut piirilevyjen jatkuvaan kapenemiseen. Tämä tarkoittaa, että jopa erittäin heikot vuotovirrat voivat vaikuttaa järjestelmän vakauteen. Erityisesti korkean{6}}impedanssin analogisissa piireissä ja korkeataajuisissa{7}}moduuleissa eristyskyvyn heikkeneminen voi suoraan johtaa signaalin vääristymiseen ja toimintahäiriöihin. Siksi huippuluokan PCBA-valmistusprojektit keskittyvät juotoksen tuoton lisäksi myös eristyksen luotettavuuteen pitkäaikaisessa{10}}ympäristörasituksessa. Mitä pidempi SIR-testin kesto, sitä aikaisemmin mahdolliset riskit voidaan tunnistaa.
168 tuntia ei ole mielivaltainen luku
Monien PCBA-valmistusstandardien 168{1}}tunnin vaatimus ei ole mielivaltainen kokemukseen perustuva päätös, vaan pikemminkin teollisuuden pitkän aikavälin validoinnin tulos. Tämä johtuu siitä, että lukuisat vikatapaukset osoittavat, että eristysongelmat eivät yleensä ilmene täysin lyhyessä ajassa. Jotkut ioniset kontaminaatiot eivät näytä juuri mitään muutosta ensimmäisten 48 tunnin aikana, mutta kun kostea ja kuuma ympäristö vaikuttaa edelleen levyyn, johtavia reittejä muodostuu vähitellen. Viidenteen tai kuudenteen päivään mennessä impedanssin laskun nopeus kiihtyy usein merkittävästi. Siksi 168 tunnin testisykli edustaa itse asiassa tasapainoa aikakustannusten ja riskeille altistumiskyvyn välillä. Jotkin asiakkaat voivat jopa vaatia yli 500 tunnin jatkuvaa testausta tuotteille, jotka vaativat vielä korkeampaa luotettavuutta.
SIR-testaus validoi puhdistustehon lisäksi myös koko PCBA-prosessijärjestelmän.
Monet ihmiset uskovat, että SIR on vain puhdistusprosessin testi. Varsinaisessa PCBA-tuotannossa SIR-tuloksiin vaikuttavat tekijät ovat kuitenkin paljon muutakin kuin pelkkä puhdistus. Näitä ovat juotospastan tyyppi, juoksutettavuus,reflowuunilämpötilaprofiilit, PCB-juotemaskimateriaalit ja työpajan kosteudensäätö{0}}jotka kaikki vaikuttavat lopulliseen eristeen stabiilisuuteen. Esimerkiksi liian korkeat takaisinvirtauslämpötilat voivat johtaa lisääntyneisiin hiiltyneisiin vuojäämiin, kun taas korkean kosteus{2}}ympäristö voi kiihdyttää ionien adsorptiota. Siksi huippuluokan PCBA-tehtaat pitävät SIR-testausta yleensä koko valmistusprosessin vakauden kattavana validointina.
Lyhyen ajan-toiminnallisuus ei tarkoita pitkäaikaista-luotettavuutta
Monet PCBA-tuotteet toimivat täydellisesti lähetyshetkellä, mutta alkavat ilmetä satunnaisia vikoja, vääriä hälytyksiä tai jopa ajoittaisia vikoja useiden kuukausien käytön jälkeen asiakkaan tiloissa. Nämä ongelmat ovat usein vaikeimpia vianmääritystä, koska niiden perimmäinen syy ei ole ilmeinen laitteistovaurio, vaan pikemminkin eristyskyvyn asteittainen heikkeneminen.
Pitkän-SIR-testauksen arvo on tämän pitkäaikaisen-palveluympäristön simuloinnissa etukäteen, mikä paljastaa mahdolliset riskit mahdollisimman aikaisessa kokeiluvaiheessa. Erittäin luotettaville-elektroniikkatuotteille tämä varhainen validointi on paljon tärkeämpää kuin myöhemmät korjaukset.
PCBA-valmistussektorilla syy SIR-testauksen kestämiseen yli 168 tuntia ei ole validointiprosessin pidentäminen, vaan se, että eristysvika itsessään on pitkäaikainen, kumulatiivinen prosessi. Ionien siirtymisestä sähkökemialliseen korroosioon monet riskit ilmenevät todella vain jatkuvassa altistumisessa tietylle lämpötilalle, kosteudelle ja biasjännitteille.
Nopea fakta NeoDenistä
- Perustettu vuonna 2010, ja sillä on 200+ työntekijää ja 27,000+ neliömetriä. tehdas itsenäisiä omistusoikeuksia, varmistaa standardin hallinta ja saavuttaa eniten taloudellisia vaikutuksia sekä säästää kustannuksia.
- Omistaa oman koneistuskeskuksen, ammattitaitoisen kokoajan, testaajan ja laadunvalvontainsinöörit varmistaakseen NeoDen-koneiden valmistuksen, laadun ja toimituksen vahvat kyvyt.
- 40+ maailmanlaajuista kumppania Aasiassa, Euroopassa, Amerikassa, Oseaniassa ja Afrikassa palvellakseen menestyksekkäästi 10000+ käyttäjiä kaikkialla maailmassa varmistaakseen paremman ja nopeamman paikallisen palvelun ja nopean vastauksen.
- 3 erilaista T&K-tiimiä, joissa on kaikkiaan 25+ ammattimaisia T&K-insinöörejä, jotka varmistavat paremman ja edistyneemmät kehitystyöt ja uudet innovaatiot.
- Ammattitaitoiset ja ammattitaitoiset englanninkieliset tuki- ja huoltoinsinöörit varmistavat nopean vastauksen 8 tunnin sisällä, ratkaisu tarjoaa 24 tunnin sisällä.
- Ainutlaatuinen kaikkien kiinalaisten valmistajien joukossa, jotka rekisteröivät ja hyväksyivät CE:n TUV NORD:n toimesta.
- NeoDen tarjoaa elinikäistä-teknistä tukea ja palvelua kaikille NeoDen-koneille sekä säännöllisiä ohjelmistopäivityksiä, jotka perustuvat loppukäyttäjien käyttökokemukseen ja todellisiin päivittäisiin pyyntöihin.