Введение
В области производства печатных плат высокой-надежности многие клиенты уделяют особое вниманиеАОИ, Рентгеновский- снимок, ИКТ и функциональное тестирование, но они часто упускают из виду один тест, который оказывает существенное влияние на долгосрочную-стабильность: тест на сопротивление изоляции SIR. В частности, в автомобильной электронике, медицинских приборах, авиационных системах управления и промышленных источниках питания тестирование SIR стало важнейшим методом проверки для оценки долгосрочной-надежности печатных плат. Однако, когда инженеры впервые сталкиваются с этим тестом, они часто задаются вопросом: почему тестирование SIR обычно длится 168 часов или даже дольше? Причина в том, что разрушение изоляции — это не мгновенная проблема, а скорее постепенный процесс, развивающийся под совокупным воздействием температуры, напряжения и влажности.
Основная цель тестирования SIR не заключается в обнаружении «коротких замыканий»
Многие ошибочно полагают, что тестирование SIR просто проверяет, являются ли цепи печатной платы проводящими. На самом деле, при проверке надежности производства печатных плат основная цель испытаний SIR (сопротивление поверхностной изоляции) состоит в том, чтобы оценить, могут ли поверхность печатной платы и области пайки сохранять достаточную изоляционную способность в условиях длительного-смещения и высокой-влажности. По-настоящему опасной проблемой является не очевидное короткое замыкание, а постепенное увеличение слабого тока утечки. Обычно это изменение не проявляется сразу после производства, но в условиях длительной-эксплуатации оно может привести к дрейфу сигнала, сбоям в работе или даже сбоям,- связанным с коррозией. Таким образом, тестирование SIR по существу имитирует стабильность изоляции печатной платы после длительной-службы.
Ионное загрязнение не приводит к немедленному отказу
В процессе производства печатных плат остатки флюса, неполная очистка и загрязнения окружающей среды могут оставлять ионные остатки на поверхности печатной платы. При нормальной температуре и сухих условиях эти ионы обычно не вызывают заметных проблем, следовательно, многие продукты PCBA могут пройти функциональные испытания, даже если они содержат потенциальные загрязнения. Однако когда печатная плата подвергается воздействию среды с высокой-влажностью в течение длительного периода времени при постоянном приложении напряжения смещения, остаточные ионы постепенно адсорбируют влагу, образуя проводящие пути. Это изменение происходит в результате медленного, кумулятивного процесса. Краткосрочное-тестирование часто не позволяет по-настоящему выявить риски; поэтому тестирование SIR требует длительной и непрерывной работы, чтобы процесс миграции ионов мог полностью развернуться. 168-часовой цикл испытаний по сути предназначен для наблюдения за этим долгосрочным эволюционным поведением.
Электрохимическая миграция требует времени для накопления
В условиях высокой-влажности и смещенного-напряжения ионы металлов на поверхности печатной платы могут подвергаться электрохимической миграции. Это особенно актуально для продуктов PCBA с мелким-шагом, где расстояние между цепями становится все более узким. Как только миграция ионов образует дендритные структуры, это может постепенно снизить сопротивление изоляции. Эти дендриты не образуются мгновенно, а медленно расширяются под постоянным воздействием тепла, влажности и электрического поля. Во многих проектах по производству печатных плат данные остаются совершенно нормальными в течение первых 24 часов, но через 72 часа сопротивление начинает значительно снижаться, некоторые проблемы могут даже занять более 120 часов, чтобы постепенно стать очевидными. Это основная причина, по которой в отрасли обычно применяются испытательные циклы SIR продолжительностью 168 часов и более.
Печатные платы высокой-плотности требуют все более строгих требований к SIR
Поскольку электронные изделия продолжают уменьшаться в размерах, сборка печатных плат высокой-плотности стала отраслевым стандартом. Широкое использование BGA, микросхем с малым-шагом и высокоскоростных-сигнальных линий привело к постоянному сужению расстояния между дорожками на печатных платах. Это означает, что даже чрезвычайно слабые токи утечки могут повлиять на стабильность системы. В частности, в аналоговых цепях с высоким-импедансом и высокочастотных-модулях снижение характеристик изоляции может напрямую привести к искажению сигнала и неисправностям. Поэтому в проектах по производству печатных плат высокого класса- основное внимание уделяется не только производительности пайки, но и надежности изоляции в условиях длительного-воздействия окружающей среды. Чем дольше продолжительность теста SIR, тем раньше можно выявить потенциальные риски.
168 часов — не произвольная цифра
Требование 168-часов во многих производственных стандартах печатных плат — это не произвольное решение, основанное на опыте, а, скорее, результат долгосрочной отраслевой проверки. Это связано с тем, что многочисленные случаи отказов указывают на то, что проблемы с изоляцией обычно не проявляются полностью в течение короткого периода времени. Некоторое ионное загрязнение практически не меняется в течение первых 48 часов, но по мере того, как влажная и горячая среда продолжает воздействовать на плату, постепенно формируются проводящие пути. К 5-6 дню скорость снижения импеданса часто значительно ускоряется. Таким образом, 168-часовой цикл тестирования фактически представляет собой баланс между временными затратами и способностью выявлять риски. Для продуктов, требующих еще более высокой надежности, некоторые клиенты могут даже потребовать непрерывных испытаний, превышающих 500 часов.
Тестирование SIR подтверждает не только эффективность очистки, но и всю технологическую систему PCBA.
Многие люди считают, что SIR — это просто проверка процесса очистки. Однако в реальном производстве печатных плат факторы, влияющие на результаты SIR, выходят далеко за рамки одной очистки. К ним относятся тип паяльной пасты, активность флюса,перекомпоновкапечьтемпературные профили, материалы паяльной маски для печатных плат и контроль влажности в цеху-все это влияет на конечную стабильность изоляции. Например, чрезмерно высокие температуры оплавления могут привести к увеличению количества карбонизированных остатков флюса, а среда с высокой-влажностью может ускорить адсорбцию ионов. Поэтому высокотехнологичные-фабрики по производству печатных плат обычно рассматривают тестирование SIR как комплексную проверку стабильности всего производственного процесса.
Краткосрочная-функциональность не означает долгосрочную-надежность
Многие продукты PCBA функционируют идеально на момент поставки, но после нескольких месяцев эксплуатации на объекте клиента начинают проявляться случайные сбои, ложные срабатывания или даже периодические сбои. Эти проблемы зачастую труднее всего устранить, поскольку их основной причиной является не очевидное повреждение оборудования, а постепенное снижение характеристик изоляции.
Ценность долгосрочного-тестирования SIR заключается в предварительном моделировании этой долгосрочной-среды обслуживания, выявляя потенциальные риски как можно раньше на этапе эксперимента. Для электронных продуктов с высокой-надежностью ранняя проверка гораздо важнее, чем последующий ремонт.
В секторе производства печатных плат причина, по которой тестирование SIR должно длиться более 168 часов, заключается не в удлинении процесса проверки, а в том, что разрушение изоляции само по себе является долгосрочным-кумулятивным процессом. Многие риски, от миграции ионов до электрохимической коррозии, по-настоящему проявляются только при длительном воздействии определенной температуры, влажности и напряжения смещения.
Краткие факты о NeoDen
- Основана в 2010 году, имеет 200+ сотрудников и 27 000+ кв.м. Фабрика независимых прав собственности, чтобы обеспечить стандартное управление и достичь максимального экономического эффекта, а также сэкономить затраты.
- Владеет собственным обрабатывающим центром, квалифицированным сборщиком, тестером и инженерами по контролю качества, чтобы обеспечить сильные возможности для производства, качества и доставки машин NeoDen.
- Глобальные партнеры 40+ в Азии, Европе, Америке, Океании и Африке успешно обслуживают пользователей 10000+ по всему миру, обеспечивая более качественное и быстрое местное обслуживание и оперативное реагирование.
- 3 различные группы исследований и разработок, состоящие из 25+ профессиональных инженеров-исследователей, чтобы обеспечить лучшие и более продвинутые разработки и новые инновации.
- Квалифицированные и профессиональные инженеры по поддержке и обслуживанию на английском языке обеспечивают быстрый ответ в течение 8 часов, решение предоставляется в течение 24 часов.
- Единственный среди всех китайских производителей, зарегистрировавших и получивших сертификат CE от TUV NORD.
- NeoDen предоставляет пожизненную-техническую поддержку и обслуживание для всех машин NeoDen, а также регулярные обновления программного обеспечения, основанные на опыте использования и фактических ежедневных запросах конечных пользователей.