Úvod
V zariadeniach koncových{0}}používateľov, ako sú vonkajšie základňové stanice,{1}}elektronické riadiace jednotky vo vozidlách a priemyselné senzory, sú komponenty PCBA neustále vystavené vysokej vlhkosti a dokonca aj prostrediam so slanou hmlou. Mnohé moduly, ktoré počas testovania vo výrobe vykazujú vynikajúci výkon, môžu po niekoľkých mesiacoch prevádzky v teréne zaznamenať nevysvetliteľné zníženie izolačného odporu alebo dokonca skrat{3}}. Medzi týmito problémami je migrácia striebra v spájkovaných spojoch primárnou skrytou príčinou takýchto skorých porúch. Keď sú na povrchu dosky plošných spojov vo vlhkom prostredí prítomné nepatrné zvyšky iónov, ióny striebra podliehajú elektrochemickej migrácii, čo spôsobuje rast jemných kovových dendritov medzi susednými vodičmi. Ak nie je prísne kontrolovaný, tento jav môže priamo poškodiť špičkové-produkty PCBA.
Fyzikálny mechanizmus zlyhania elektrochemickej migrácie
Fyzickým predpokladom migrácie striebra je koexistencia „roztoku elektrolytu“ a „zaujatého elektrického poľa“. Keď vlhkosť vzduchu presiahne 60 percent, hygroskopické nečistoty (ako sú zvyšky taviva, ióny chloridov z prostredia alebo prach) vytvoria na povrchu spájkovaných spojov vrstvu elektrolytového filmu, ktorá je voľným okom neviditeľná. Keď sa aplikuje jednosmerné napätie, atómy striebra na anóde strácajú elektróny a premieňajú sa na ióny striebra, ktoré migrujú smerom ku katóde pod vplyvom elektrického poľa. Tam sa kovové striebro vyzráža a postupne prerastie do dendritických, strom{4}}ako vodivých dráh.
Rast týchto dendritov je v počiatočných štádiách extrémne rýchly; akonáhle preklenú medzeru medzi vodičmi, spôsobia okamžitý skrat. Čo to robí ešte náročnejším, je to, že aj keď dôjde ku skratu a odpareniu vlhkosti, zvyšková dendritická štruktúra si zachová niektoré zo svojich vodivých vlastností, čo vedie k opakovaným výkyvom zvodového prúdu. Kľúčom k prevencii pre závody na montáž PCBA je eliminácia materiálového základu pre túto elektrochemickú reakciu prostredníctvom end-to{3}}kontroly výrobného procesu.
Kritické prahy pre parametre procesu čistenia
Hlavná príčina migrácie striebra sa často pripisuje zvyšku taviva. Pred fázou konečnej kontroly kvality (FQC) výrobcovia elektroniky vykonávajú prísne testy iónovej kontaminácie, pričom nariaďujú, že koncentrácia iónov na jednotku plochy nesmie prekročiť 0,05 mikrogramu ekvivalentu chloridu sodného. Na splnenie tohto štandardu sa zvyčajne používa kombinovaný čistiaci roztok zahŕňajúci viacstupňové vysokotlakové striekanie- a ultrazvukové pulzovanie.
Čistiace prostriedky na{0}}vodnej báze prenikajú do úzkych medzier medzi jemnými hrotmi prostredníctvom vysokotlakových trysiek-, pričom dôkladne vytláčajú a odstraňujú halogény a organické kyseliny zo zvyškov taviva. Následne tri stupne oplachovania deionizovanou vodou zabezpečia, že elektrická vodivosť dosky dosiahne hladiny ultračistej vody. Údaje naznačujú, že po absolvovaní tohto procesu hĺbkového čistenia zostáva izolačný odpor dosiek na úrovni megaohmov alebo vyššej aj po viac ako 500 hodinách vystavenia prostrediu s vysokou-vlhkosťou. Toto extrémne odstránenie zvyškových iónov preruší reťazec tvorby elektrolytického filmu pri jeho zdroji.
Bariérová ochrana prostredníctvom povrchového pasivačného náteru
Okrem fyzického čistenia pre produkty určené do prostredia s vysokou-soľnou-hmlou a vysokou-vlhkosťou predstavujeme konformný náter ako druhú vrstvu fyzickej ochrany. Úlohou konformného povlaku nie je len zabrániť prenikaniu vlhkosti, ale čo je dôležitejšie, fyzicky izolovať elektrické pole od kontaktu s molekulami vody. Montážne závody PCBA zvyčajne vyberajú náterové materiály na báze polyuretánu alebo silikónu- s nízkou priepustnosťou vodných pár. Pomocou presného automatizovaného striekacieho zariadenia zaisťujú jednotný a hustý náter vo vysoko rizikových- oblastiach, ako je základňa konektorov a medzery medzi kolíkmi integrovaného obvodu.
Pred potiahnutím musí byť vlhkosť adsorbovaná na povrchu PCB dôkladne odstránená procesom vákuového vypaľovania. Nanášanie náteru bez predchádzajúceho pečenia zachytí vlhkosť vo vnútri náteru, čo môže v skutočnosti spustiť závažnejšiu koróziu. Počas montáže PCBA sa krivka vytvrdzovania povlaku monitoruje, aby sa zaistilo, že vytvrdený povlak dosiahne vzduchotesnú-hustotu, čím sa bráni prenikaniu chloridových iónov z vonkajšej soľnej hmly. Táto ochranná bariéra poskytuje doske odolnosť potrebnú na to, aby odolala drsnému vonkajšiemu prostrediu.
Overenie spoľahlivosti založené na skríningu environmentálneho stresu
Zabránenie migrácii striebra sa nemôže spoliehať len na špecifikácie výrobného procesu, ale vyžaduje aj skríning a validáciu prostredníctvom simulovaného testovania životného prostredia. Montážne závody PCBA zvyčajne umiestňujú každú dávku produktov určených na vonkajšie použitie do komory na cyklovanie teploty-vlhkosti v spojení s-testovaním predpätia v reálnom čase. Dosky sú prevádzkované nepretržite počas 1000 hodín pri teplote 85 stupňov Celzia a relatívnej vlhkosti 85 percent, pričom zmeny zvodového prúdu v každom logickom obvode sú monitorované v reálnom čase.
Ak testovacie údaje ukazujú exponenciálne kolísanie zvodového prúdu, naznačuje to riziko migrácie v rámci tejto špecifickej cesty procesu. Táto metóda skríningu, ktorá núti procesné defekty na povrch, identifikuje potenciálne zlyhania migrácie striebra už na začiatku továrne. Prostredníctvom analýzy porúch skrínovaných prípadov porúch sa počas montáže PCBA priebežne upravuje rozstup komponentov, optimalizujú sa pravidlá smerovania pre kritické signálne vedenia a maximalizuje sa rozstup vodičov, aby sa zvýšila odolnosť voči migrácii.
Rýchle fakty o NeoDene
- Založená v roku 2010 s 200+ zamestnancami a 27,000+ m2. továreň nezávislých vlastníckych práv, s cieľom zabezpečiť štandardné riadenie a dosiahnuť čo najúspornejšie efekty, ako aj úsporu nákladov.
- Vlastnil vlastné obrábacie centrum, skúsených montážnikov, testerov a inžinierov kontroly kvality, aby zabezpečil silné schopnosti výroby, kvality a dodávky strojov NeoDen.
- 40+ globálnych partnerov v Ázii, Európe, Amerike, Oceánii a Afrike, aby úspešne slúžili 10000+ používateľom na celom svete s cieľom zabezpečiť lepšie a rýchlejšie miestne služby a rýchlu reakciu.
- 3 rôzne tímy výskumu a vývoja s celkovým počtom 25+ profesionálnych inžinierov výskumu a vývoja, aby sa zabezpečil lepší a pokročilejší vývoj a nové inovácie.
- Kvalifikovaní a profesionálni anglickí inžinieri podpory a servisu, aby zabezpečili rýchlu reakciu do 8 hodín, riešenie poskytuje do 24 hodín.
- Jedinečný medzi všetkými čínskymi výrobcami, ktorí zaregistrovali a schválili CE od TUV NORD.
- NeoDen poskytuje celoživotnú{0}}technickú podporu a servis pre všetky stroje NeoDen, navyše pravidelné aktualizácie softvéru na základe skúseností s používaním a aktuálnych každodenných požiadaviek koncových používateľov.