PCB:n säilyvyyteen vaikuttavat tekijät
Pintakäsittelyprosessi
Piirilevyn pinnan viimeistely määrittää, kuinka kauan se kestää hyllyssä. Sen hapettumiskestävyydessä ja kosteussuojauksessa on merkittäviä eroja.
- HASL (Hot Air Solder Leveling): Tämä on tunnettu prosessi, mutta se toimii vain noin kuusi kuukautta ja voi joskus johtaa tinaoksidin muodostumiseen.
- ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): 12 kuukauden säilyvyysaika, nikkelin diffuusiosta johtuva "mustan tyynyn" riski.
- Upotushopea: Säilyvyysaika vain 3 kuukautta, mikä lisää hopean siirtymisen riskiä ajan myötä.
- OSP (orgaaninen juotettavuuden säilöntäaine): 3-6 kuukautta, vaatii ilmatiiviin sulkemisen hajoamisen estämiseksi.
- Kova kultaus: Erikoissovelluksiin, säilyvyysaika enintään 24 kuukautta.
Varastointiolosuhteet
IPC-1601-standardien mukaisten varastointiympäristöjen on täytettävä:
- Lämpötilan ja kosteuden säätö:
- Optimaalinen lämpötila-alue: 20 ± 5 °C (ääriarvot enintään 15-30 °C).
- Kosteusvaatimukset: 30-50% RH (enintään 70%): kosteusvaatimukset: 30-50% RH (enintään 70%)
- Pakkausstandardit:
- Tyhjiöpakatut alumiinifoliopussit, joissa on <5%-kosteusindikaattorikortit.
- Kuivausaineen käyttö ≥20g/m³ pakkaustilavuudesta
- Valosuojaus: UV-altistus nopeuttaa OSP-kalvon hajoamista
Materiaalin ominaisuudet
- Standard FR-4-levyt: Teoreettinen käyttöikä 5-10 vuotta (avaamattomana).
- Suurtaajuusmateriaalit (esim. PTFE): Käytettävä 3 vuoden kuluessa
- HDI-levyt: Lyhyempi säilyvyysaika (20%:n vähennys) ohuempien dielektristen kerrosten vuoksi.
- Raskaat kuparilevyt (≥3oz): Vaatii erityistä huomiota sisäkerroksen hapettumisriskiin.
Tarvitsetko ammattimaista PCB-säilyvyyden arviointia? Ota yhteyttä luotettavuussuunnittelutiimiimme ja pyydä ilmainen arviointi.
Vanhentuneet PCB:n hävittämismenetelmät
Vikaantumistapa-analyysi
- Metallikerroksen hapetus:
- Nikkelin diffuusio kultakerrokseen ENIG-levyissä (>12 kuukautta).
- Lisääntynyt tinalevyjen riski HASL-levyissä
- Hartsin hydrolyysi alentaa Tg-arvoa.
- Kerrosten välinen sidoslujuus laskee ≥15% (IPC-TM-650-testi).
- Kosteuden imeytymisriskit:
- MSL-luokituksen alentaminen (esim. MSL3:sta MSL2:een).
- Höyrynpaine ylittää alustan raja-arvot uudelleenjuoksutuksen aikana.
Porrastetut käsittelyratkaisut
Ylitetty Kesto | Hoitoprosessi | Laadunvalvontapisteet |
---|
≤2 kuukautta | 120°C/1h paisto | Paiston jälkeinen kosteuspitoisuus <0.1% |
2-6 kuukautta | 120°C/2h vaiheittainen paisto | TMA:n delaminaatiotestaus vaaditaan |
6-12 kuukautta | 120°C/4h + typpisuojaus | Pakollinen juotettavuustestaus |
>12 kuukautta | Suositeltava hävittäminen | Näytteiden lämpöshokkitestaus |
Erityiset hoitotekniikat:
- Typpi reflow-juottaminen (O₂-pitoisuus <100 ppm)
- Erittäin aktiivisen, ei-puhdistuvan juotospastan käyttö (esim. ROL0-luokka).
Tekniset käytännöt PCB:n säilyvyysajan pidentämiseksi
Kehittynyt pakkaustekniikka
- Monikerroksinen suojapakkaus:
- Sisäkerros: Antistaattinen alumiinifoliopussi
- Keskikerros: Hapenabsorboija + kosteusindikaattorikortti
- Päällystekerros: EPE-pehmuste
- Pitkäaikaisvarastointiratkaisut:
- Typen varastointi (O₂-pitoisuus <0,5%)
- Matalassa lämpötilassa varastointi -10 °C:ssa (kondensaation estäminen vaaditaan).
Optimoitu pintakäsittelyn valinta
- Erittäin luotettavat sovellukset: ENEPIG (18 kuukauden säilyvyysaika)
- Kustannusherkät hankkeet: ImAg+OSP-hybridiprosessi
Älykkäät valvontajärjestelmät
Ota käyttöön IoT-antureita reaaliaikaista seurantaa varten:
- Varaston lämpötilan/kosteuden vaihtelut
- Pussin sisäisen paineen muutokset
- Materiaalin värjäytyminen (konenäön avulla)
Vanhentuneiden PCB-yhdisteiden käytön riskinarviointi
Pakolliset tarkastuskohteet
- IPC-J-STD-003B-standardien mukaisesti
- Juotoksen levinneisyysalueen on oltava suurempi kuin 95%
- Luotettavuuden todentaminen:
- Lämpösyklitestit (-55°C ~ 125°C, 100 sykliä)
- Painekattilatesti (121°C/100%RH, 96 tuntia).
Riskien lieventämistoimenpiteet
- 100% Ensimmäisten kappaleiden tarkastus + suurennettu juotosliitoksen tarkastus
- Lisävanhentamisseulonta (48h/85°C)
- Varatut testialustat levyn reunoilla