ما الاختبارات التي يجب القيام بها مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور？

ما الاختبارات المطلوبة لتصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور؟

في عملية تصنيع المنتجات الإلكترونية، فإن جودة ثنائي الفينيل متعدد الكلور (لوحة الدوائر المطبوعة) يحدد بشكل مباشر أداء وموثوقية المنتج النهائي. قد يكون هناك المئات من المكونات والآلاف من وصلات اللحام على لوحة الدائرة، وأي عيوب بسيطة قد تتسبب في فشل النظام بأكمله. إن كيفية ضمان جودة المنتج، وخفض تكاليف الإنتاج، وتحسين القدرة التنافسية في السوق أمر مهم للغاية.

فوائد اختبار ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يعد اختبار ثنائي الفينيل متعدد الكلور جزءًا مهمًا لضمان جودة اللوحة وموثوقيتها

1. الاكتشاف المبكر لعيوب التصميم: يحدد الاختبار الشامل المشاكل الوظيفية وقابلية التصنيع في مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، مما يسمح للمصممين بإجراء التعديلات والتحسينات في الوقت المناسب.
2. تخفيض كبير في التكلفة: إن اكتشاف المشاكل أثناء مرحلة النماذج الأولية يوفر أكثر من 90% من التكاليف مقارنةً باكتشاف المشاكل بعد الإنتاج بكميات كبيرة، مما يجنبنا حدوث أعطال كارثية في الدفعات.
3. وقت أقصر للتسويق: يؤدي تحديد الأسباب الجذرية بسرعة إلى تسريع عمليات تكرار التصميم، مما يتيح إطلاق منتجات ناضجة بشكل أسرع من المنافسين.
4. تعزيز سمعة العلامة التجارية: يؤدي خفض معدلات الإرجاع إلى أقل من 1% إلى تحسين رضا العملاء وبناء مصداقية السوق.
5. ضمان السلامة المضمونة:يمنع وقوع حوادث مثل الحرائق أو الصدمات الكهربائية الناجمة عن أعطال ثنائي الفينيل متعدد الكلور، مما يحمي المستخدمين&8217؛ الأرواح والممتلكات.

ما هي مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي يتم اختبارها بشكل أساسي？

الغرض من اختبار وفحص مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو التحقق من أداء مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور مقابل لوحات الدوائر المطبوعة القياسية.فهو يضمن أن جميع عمليات تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور تعمل بشكل صحيح وبدون أي عيوب وفقًا لمواصفات المشروع. يتكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور من عناصر ومكونات مختلفة يؤثر كل منها على الأداء العام للدائرة الإلكترونية. يتم تحليل هذه العناصر بالتفصيل لضمان جودة ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتحسين موثوقية المنتج.

1.جودة جدار المسام

عادةً ما يتم تحليل جدران الفتحات في بيئات ذات تغيرات في درجات الحرارة وتغيرات سريعة في درجات الحرارة لفهم استجابتها للتأثيرات الحرارية.ويضمن ذلك عدم تشقق الفتحات أو انفصالها عند وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في الخدمة، مما قد يتسبب في تعطل ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

2.طلاء النحاس

يتم تثبيت رقائق النحاس على لوحات الدوائر المطبوعة على اللوحة لتوفير التوصيل الكهربائي. يتم اختبار جودة النحاس، ويتم تحليل قوة الشد والاستطالة بالتفصيل للتأكد من سلاسة الدائرة الكهربائية.

3. النظافة

تُعد نظافة لوحة الدوائر المطبوعة مقياسًا لقدرة اللوحة&8217;على تحمل العوامل البيئية مثل العوامل الجوية والتآكل والرطوبة، مما قد يسمح للوحة PCB بأن تدوم لفترة أطول.

4.قابلية اللحام

يتم إجراء اختبارات قابلية اللحام على المواد للتأكد من إمكانية توصيل المكونات بإحكام باللوحة ولمنع عيوب اللحام في المنتج النهائي.

5.الاختبارات الكهربائية

تُعد الموصلية أمرًا بالغ الأهمية لأي ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وكذلك القدرة على قياس الحد الأدنى لتيار التسرب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور&8217.

6. الاختبار البيئي

هذا اختبار لأداء مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور&8217&8217 وتغيرات الجودة عند تشغيلها في بيئة رطبة. عادةً ما يتم إجراء مقارنات الوزن قبل وضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور في بيئة رطبة وبعده، وإذا تغير الوزن بشكل ملحوظ، فإنه يعتبر خردة.

8 طرق اختبار رئيسية في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

1.الفحص البصري

باعتباره الطريقة الأساسية للكشف، يتطلب الفحص البصري فحصًا بصريًا من الفنيين ذوي الخبرة لفحص العيوب السطحية الواضحة باستخدام المكبرات أو المجاهر (عادةً ما يكون التكبير من 5 إلى 10 أضعاف).

نقاط التفتيش الرئيسية:

• أكسدة الوسادة والتلوث
• استكمال حفر الدوائر الكهربائية، والتحقق من وجود دوائر مفتوحة أو قصيرة
• تغطية متساوية لقناع اللحام، والتحقق من وجود فقاعات أو تقشير
• الوضع الصحيح للمكونات والقطبية الصحيحة
• لمعان وصلة اللحام وامتثال شكلها للمعايير

المزايامنخفضة التكلفة للغاية، ولا تحتاج إلى معدات متخصصة، ومناسبة للشركات من جميع الأحجام.

القيود:الفحص اليدوي بطيء (حوالي 2-5 دقائق/لوحة)، ويكتشف فقط حوالي 70% من العيوب السطحية، وغير فعال بالنسبة لوصلات اللحام المخفية مثل وصلات BGA، ويعتمد بشكل كبير على خبرة المشغل وحالته.

2.الفحص البصري الآلي (AOI)

تستخدم أنظمة AOI كاميرات عالية الدقة (تصل دقتها إلى 50 ميكرومتر) لالتقاط صور PCB من زوايا متعددة. تقوم خوارزميات معالجة الصور بمقارنتها مع القوالب القياسية لاكتشاف معظم عيوب تجميع الأسطح.

قدرات الكشف النموذجية:

• مكونات مفقودة أو خاطئة أو معكوسة
• لحام زائد أو غير كافٍ
• خيوط مرفوعة ومقبرة
• قطر كرة لحام غير طبيعي أو درجة لحام غير طبيعية
• علامات أو علامات غير صحيحة أو حريرية غير صحيحة

المعلمات الفنية:

• سرعة الفحص: 0.5-2 ثانية/لوحة فحص: 0.5-2 ثانية/لوحة
• الحد الأدنى للحجم القابل للاكتشاف: 0201 مكون (0.6 × 0.3 مم)
• معدل الإنذارات الكاذبة: <3%

توصية التنفيذ: يجب نشر AOI في محطتين مهمتين - ما بعد التدفق اللاحق واللحام اللاحق للموجة - ودمجها مع أنظمة مراقبة الأداء والمراقبة SPC لتعديل العملية في الوقت الفعلي.

3.الاختبار داخل الدائرة (ICT)

تستخدم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات تركيبات سرير الأظافر المخصصة للاتصال بنقاط اختبار محددة مسبقًا على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والتحقق من المعلمات الكهربائية لكل مكون مع تغطية أعطال بنسبة 95%.

عناصر الاختبار تشمل:

• اختبارات الدائرة القصيرة/المفتوحة
• المقاومة، والسعة، وقياسات الحث والسعة والحث
• التحقق من قطبية الصمام الثنائي/ الترانزستور
• فحوصات تيار الطاقة IC
• اختبارات استمرارية الموصلات

تكوين المعدات:

• قنوات الاختبار 512-2048
• دقة القياس: 0.1٪ - 0.5٪
• جهد الاختبار: 5 فولت - 250 فولت
• سرعة الاختبار: 3-10 ثوانٍ/لوحة اختبار

التحليل الاقتصادي: تكلفة التركيبات تتراوح بين 5000 و20000 دولار أمريكي تقريبًا، وهي مناسبة للتصميمات المستقرة مع إنتاج شهري يبلغ 5000 وحدة شهريًا، وعادةً ما تحقق عائد استثمار في غضون 6 أشهر.

4.اختبار المجس الطائر

تستخدم أجهزة اختبار المجس الطائر 4-8 مجسات متحركة قابلة للبرمجة بدلاً من التركيبات التقليدية، وهي مثالية للإنتاج منخفض الحجم وعالي الخلط.

الميزات التقنية:

• تغطية الاختبار: تصل إلى 98%
• الحد الأدنى لمسافة الاختبار: 0.2 مم
• سرعة الاختبار: 30-120 ثانية/لوحة اختبار (حسب التعقيد)
• نطاق السعة: 0.1pF-100μF
• دقة المقاومة: ± 0.5%

التطبيقات النموذجية:

• التحقق من النموذج الأولي للمنتج الجديد
• لوحات عالية الموثوقية (عسكرية/فضائية)
• المنتجات المتميزة منخفضة الحجم (الأجهزة الطبية)
• مراحل التطوير مع تغييرات متكررة في التصميم

أحدث التطورات: تدمج أجهزة اختبار المسبار الطائر الحديثة قياس الارتفاع بالليزر ثلاثي الأبعاد لفحص الاستواء المشترك وسُمك عجينة اللحام والخصائص الميكانيكية الأخرى.

5.الفحص الآلي بالأشعة السينية (AXI)

تستفيد AXI من الامتصاص التفاضلي للأشعة السينية بواسطة المواد لفحص وصلات اللحام المخفية مثل BGAs وQFNs.

مصفوفة القدرة على الكشف:

دليل اختيار المعدات:

• 2D AXI:لفحص BGA البسيط، حوالي 150,000 دولار أمريكي
• 3D AXI: تصوير طبقة تلو الأخرى، من 300,000 دولار أمريكي
• التصوير المقطعي المحوسب: بيانات حجمية ثلاثية الأبعاد لتحليل الأعطال، &gt؛ 500,000 دولار

6.اختبار الاحتراق

يفحص الاحتراق الداخلي حالات الفشل المبكرة من خلال ظروف الإجهاد المتسارع. تشمل الطرق الشائعة ما يلي:

تدوير درجة الحرارة:: -40 درجة مئوية ~ + 125 درجة مئوية، 50-100 دورة
الاحتراق في درجات الحرارة العالية: 125 درجة مئوية تعمل بالطاقة لمدة 96 ساعة
إجهاد الجهد: 1.5 × الجهد المقنن لمدة 48 ساعة
اختبار الرطوبة:: 85 درجة مئوية/85% رطوبة نسبية رطوبة نسبية لمدة 1000 ساعة

تحليل البيانات:تتنبأ نماذج توزيع Weibull بالعمر الافتراضي للمنتج، وعادةً ما يتطلب ذلك عمرًا افتراضيًا يصل إلى 100,000 ساعة.

7.الاختبار الوظيفي (FCT)

تحاكي FCT بيئات التشغيل الحقيقية للتحقق من صحة وظائف اللوحة الكاملة. تتضمن أنظمة الاختبار عادةً ما يلي:

• مزودات طاقة قابلة للبرمجة (0-30 فولت/0-20 أمبير)
• مقاييس رقمية متعددة (دقة 6.5 أرقام)
• مولدات الوظائف (عرض نطاق ترددي 100 ميجاهرتز)
• وحدات الإدخال/الإخراج الرقمية (64-256 قناة)
• بنوك الأحمال (محاكاة الأحمال الفعلية)

أساسيات تطوير الاختبارات:

1. إنشاء خطط اختبار بناءً على مواصفات المنتج
2. تصميم تجهيزات اختبار التجهيزات الاختبارية ومحولات الواجهة
3. تطوير البرامج النصية للاختبار الآلي (LabVIEW/Python)
4. وضع معايير النجاح/الرسوب
5. دمج أنظمة تتبع البيانات

8. اختبار مسح الحدود

استنادًا إلى معيار IEEE 1149.1، تستخدم الرقائق&8217؛ دوائر اختبار مدمجة لفحص الوصلات البينية، وهي مناسبة بشكل خاص للوحات عالية الكثافة.

المزايا:

• لا حاجة إلى نقاط اختبار فعلية
• يمكن اختبار دبابيس BGA السفلية
• يدعم برمجة الفلاش وتصحيح أخطاء وحدة المعالجة المركزية
• يحقق تغطية اختبارية بنسبة 85% تقريبًا

سلسلة الأدوات النموذجية:

• التحقق من صحة ملف BSDL
• توليد ناقلات الاختبار
• برنامج تحليل النتائج
• تكامل الاختبار على مستوى النظام

خمسة تحديات شائعة لاختبار ثنائي الفينيل متعدد الكلور & amp؛ الحلول

السؤال 1: كيف يمكن الموازنة بين تكاليف الاختبار ومتطلبات الجودة؟

ج: تنفيذ اختبار متدرج - اختبار AOI+FCT الأساسي لجميع اللوحات، وإضافة أخذ عينات AXI (10-20%) للمنتجات الحرجة، وفحص 100% للتطبيقات العسكرية/الطبية.تُظهر الإحصائيات أن هذا المزيج يحافظ على معدلات تفادي العيوب <200 جزء في المليون مع الحفاظ على تكاليف الاختبار أقل من 5% من إجمالي تكلفة المنتج.

س2: هل يجب أن يستخدم الإنتاج منخفض الحجم تكنولوجيا المعلومات والاتصالات أو اختبار المجس الطائر؟

ج: المجس الطائر أكثر اقتصادا للدفعات <500/شهر.تُظهر الحالات الفعلية أنه بالنسبة للطلبات التي تبلغ 300 وحدة/شهرًا، تبلغ التكاليف الإجمالية للمسبار الطائر (الاستهلاك + العمالة) حوالي ثلث تكاليف تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، مع تقليل وقت تغيير المنتج من 8 ساعات إلى 30 دقيقة.

س3: كيف يمكن فحص جودة لحام BGA بفعالية؟

ج: النهج الثلاثي المراحل الموصى به: AXI ثلاثي الأبعاد لشكل اللحام/التجسير والمسح الحدودي للتوصيل الكهربائي، ثم الاختبار الوظيفي للأداء الفعلي. خفضت إحدى الشركات المصنعة لمعدات الاتصالات معدلات فشل BGA من 1.2% إلى 0.05% باستخدام هذه الطريقة.

س4: كيف يمكن تقليل حالات فشل الاختبارات الكاذبة؟

ج: التحكم في معدلات الإنذارات الكاذبة أقل من 2% عن طريق:

1. تحسين معلمات خوارزمية الهيئة العربية للتصنيع
2. إنشاء قوالب مرجعية ديناميكية
3. تنفيذ مصنفات التعلم الآلي
4. إضافة محطات التحقق من النتائج المشبوهة
5. المعايرة المنتظمة للمعدات

س5: كيف يمكن استخدام بيانات الاختبار لتحسين العملية؟

ج: إنشاء أنظمة تتبع بيانات الاختبار بخطوات رئيسية:

1. تعيين معرّفات فريدة لكل ثنائي الفينيل متعدد الكلور
2. تسجيل جميع بيانات الاختبار الخام
3. إجراء تحليل CPK باستخدام Minitab المصغر
4. إنشاء مخططات تحكم SPC للمعلمات الرئيسية
5. عقد اجتماعات منتظمة لتحسين الجودة

الخاتمة

اختبار ثنائي الفينيل متعدد الكلور هو ضمان موثوقية المنتجات الإلكترونية هو رابط رئيسي، ويجب أن يعتمد على خصائص المنتج وحجم الإنتاج وميزانية التكلفة لتصميم برنامج اختبار معقول. من خلال استراتيجية الاختبار العلمي والمنهجي، يمكن للمؤسسات التحكم في معدل فشل ثنائي الفينيل متعدد الكلور بنسبة 50 جزءًا في المليون أو أقل، مما يمكن أن يعزز القدرة التنافسية لسوق المنتج وسمعة العلامة التجارية!