Test af PCB's pålidelighed

PCB's pålidelighed kan ikke antages på baggrund af udseende eller indledende elektriske testresultater alene.
Der opstår mange fejl efter langvarig termisk, mekanisk eller elektrisk belastningselv når et printkort i første omgang består inspektionen.

Pålidelighedstest er designet til at:

• Afslør latente defekter
• Valider materiale- og procesvalg
• Forudsig langsigtet ydeevne i marken

Denne artikel forklarer de vigtigste testmetoder for PCB-pålidelighed, hvad de evaluerer, og hvordan producenterne bruger dem til at forbedre kvaliteten.

Se de grundlæggende årsager til fejl:
PCB-fremstillingsfejl og hvordan man forebygger dem

Hvad er PCB-pålidelighedstest?

PCB-pålidelighedstest evaluerer et korts evne til at:

• Bevar den elektriske integritet
• Kan modstå miljømæssig stress
• Overlever mekanisk og termisk cykling
• Præsterer konsekvent over tid

I modsætning til funktionstest fokuserer pålidelighedstest på fejlmekanismerikke kortsigtede resultater.

Test af termisk pålidelighed

Termisk stress er den mest almindelige årsag til fejl i printkort, især i design med flere lag og høj densitet.

H3: Test af termisk cykling

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Simulerer gentagen opvarmning og afkøling
• Registrerer via træthed og mikrorevner

Typiske forhold

• -40°C til +125°C (eller højere)
• Hundredvis til tusindvis af cyklusser

Indikatorer for fejl

• Åbner med mellemrum
• Øget modstand
• Via revner i tønder

Relateret procesrisiko:
Kobberbelægningsproces i PCB-produktion

Test af termisk stød

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Anvender hurtige temperaturovergange
• Fremskynder fejlmekanismer

Forskel i forhold til termisk cykling

• Termisk chok = hurtig forandring
• Termisk cykling = gradvis ændring

Termisk chok er især afslørende for Problemer med CTE-misforhold mellem materialer.

Test af mekanisk pålidelighed

Mekanisk stress påvirker PCB'er under:

• Montering
• Transport
• Installation
• Vibrationer under drift

Test af vibrationer

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Simulerer driftsvibrationer
• Evaluerer loddesamlinger og vias

Almindelige anvendelser

• Automotiveapsulation-processer og møder
• Industriel kontrol
• Aerospaceapsulationsprocesser og møder

Bøjnings- og bøjningstest

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Evaluerer pladens stivhed og lagets vedhæftning
• Registrerer delaminering og revnedannelse i kobber

Denne test er afgørende for:

• Tynde plader
• Store panelstørrelser
• Design med høj kobbervægt

Stack-up indflydelse:
PCB-materiale og lagstruktur

Test af elektrisk pålidelighed

Test af isolationsmodstand (IR)

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Måler lækage mellem ledere
• Evaluerer dielektrisk ydeevne

Lav isolationsmodstand indikerer:

• Forurening
• Absorption af fugt
• Nedbrydning af materialer

Test af højspænding (Hipot)

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Tilfører spænding ud over normale driftsniveauer
• Registrerer dielektrisk nedbrydning

Hipot-test er almindeligt for:

• Effektelektronik
• Højspændings-PCB'er

CAF-test (ledende anodisk filament)

Formålapsuleringsprocesser og møde

• Evaluerer risikoen for vækst af ledende filamenter
• Afgørende for plader med fin pitch og høj densitet

CAF-fejl opstår ofte måneder eller år efter udrulning.

Test af miljømæssig pålidelighed

Almindelige miljøtests

• Opbevaring ved høj temperatur
• Eksponering for høj luftfugtighed
• Skævhed mellem temperatur og luftfugtighed (THB)

Disse tests afslører:

• Fugtrelateret delaminering
• Risiko for korrosion
• Langvarig dielektrisk nedbrydning

Interaktion mellem defekter:
Almindelige PCB-fremstillingsfejl

Standarder brugt i PCB-pålidelighedstest

Test af PCB-pålidelighed følger almindeligvis standarder som f.eks:

• IPC-TM-650
• IPC-6012 / 6013
• MIL-STD-202
• IEC-standarder

Disse standarder definerer:

• Testbetingelser
• Kriterier for accept
• Klassificering af fejl

Compliance forbedrer konsistensen, men erstatter ikke proceskontrol.

Hvornår bør man anvende pålidelighedstest?

Pålidelighedstest er især vigtigt for:

• Nye designs
• Nye materialer
• Ændringer i processen
• Anvendelser med høj pålidelighed

For modne produkter med store mængder hjælper periodisk testning med at overvåge procesdrift.

Pålidelighedstest vs. overvejelser om omkostninger

Pålidelighedstest øger omkostningerne på forhånd, men reducerer dem:

• Fejl i marken
• Returnering af garanti
• Risiko for dårligt omdømme

Forholdet mellem omkostninger og kvalitet:
Afvejning af omkostninger og kvalitet ved PCB-produktion

Hos TOPFAST anvendes pålidelighedstest selektivt baseret på designkompleksitet, applikationsrisiko og kundekravsnarere end som en one-size-fits-all-tilgang.

Begrænsninger i PCB-pålidelighedstest

Ingen test kan fuldt ud genskabe forholdene i den virkelige verden.

Begrænsningerne omfatter:

• Antagelser om accelereret stress
• Begrænsninger i stikprøvestørrelsen
• Ufuldstændig dækning af fejltilstande

Derfor skal testning kombineres med robust design og produktionskontrol.

Konklusion

PCB-pålidelighedstest giver indsigt i, hvordan et kort vil fungere ud over den første inspektion.

Ved at anvende termiske, mekaniske, elektriske og miljømæssige stresstest kan producenterne:

• Identificer latente defekter
• Valider processens kapacitet
• Forbedre den langsigtede pålidelighed

Denne artikel fungerer som en vigtig teknisk søjle inden for PCB-kvalitet og -pålidelighed klynge.

OFTE STILLEDE SPØRGSMÅL: Test af PCB's pålidelighed