Introducere
În dispozitivele utilizatorului final, cum ar fi stațiile de bază exterioare, unitățile de control electronice din-vehicule și senzorii industriali, componentele PCBA sunt expuse constant la umiditate ridicată și chiar la medii cu ceață sărată. Multe module care demonstrează performanțe excelente în timpul testelor din fabrică pot prezenta scăderi inexplicabile ale rezistenței de izolație sau chiar defecțiuni de scurt-circuit după câteva luni de service pe teren. Printre aceste probleme, migrarea argintului la îmbinările de lipit este principala cauză ascunsă a unor astfel de defecțiuni timpurii. Când reziduuri de ioni minuscule sunt prezente pe suprafața unei plăci de circuite într-un mediu umed, ionii de argint suferă o migrare electrochimică, determinând creșterea dendritelor metalice fine între conductorii adiacenți. Dacă nu este controlat strict, acest fenomen poate deteriora direct produsele PCBA de ultimă generație.
Mecanismul eșecului fizic al migrației electrochimice
Condiția fizică prealabilă pentru migrarea argintului este coexistența unei „soluții de electrolit” și a unui „câmp electric parțial”. Când umiditatea aerului depășește 60 la sută, contaminanții higroscopici (cum ar fi reziduurile de flux, ionii de clorură din mediu sau praful) formează un strat de film de electrolit pe suprafața îmbinărilor de lipit, care este invizibil cu ochiul liber. Când se aplică o tensiune de curent continuu, atomii de argint de la anod pierd electroni și se transformă în ioni de argint, care migrează către catod sub influența câmpului electric. Acolo, argintul metalic precipită și crește treptat în căi conductoare dendritice, asemănătoare arborilor-.
Creșterea acestor dendrite este extrem de rapidă în stadiile inițiale; odată ce se extind pe distanța dintre conductori, provoacă un scurtcircuit instantaneu. Ceea ce face acest lucru și mai dificil este că, chiar și după ce apare scurtcircuitul și umiditatea se evaporă, structura dendritică reziduală își păstrează unele dintre proprietățile sale conductoare, ceea ce duce la fluctuații repetate ale curentului de scurgere. Cheia prevenirii pentru fabricile de asamblare PCBA constă în eliminarea bazei materiale pentru această reacție electrochimică prin controlul-la-de la capăt al procesului de fabricație.
Praguri critice pentru parametrii procesului de curățare
Cauza principală a migrației argintului este adesea urmărită în reziduurile de flux. Înainte de etapa de control final al calității (FQC), producătorii de electronice efectuează teste riguroase de contaminare ionică, impunând ca concentrația ionică pe unitate de suprafață să nu depășească 0,05 micrograme echivalent de clorură de sodiu. Pentru a îndeplini acest standard, se folosește de obicei o soluție de curățare combinată care implică pulverizare în mai multe-etape de înaltă presiune- și pulverizare cu ultrasunete.
Agenții de curățare pe bază de apă-pătrund în golurile înguste dintre știfturile fine prin duze de-înaltă presiune, deplasând și eliminând complet halogenii și acizii organici din reziduurile de flux. Ulterior, trei etape de clătire cu apă deionizată asigură că conductivitatea electrică a plăcii atinge niveluri de apă ultrapură. Datele indică faptul că, după ce a fost supus acestui proces de curățare profundă, rezistența de izolație a plăcilor rămâne la nivelul de megaohm sau mai mare chiar și după mai mult de 500 de ore de expunere la medii cu umiditate ridicată-. Această îndepărtare extremă a ionilor reziduali întrerupe lanțul de formare a peliculei de electroliți la sursă.
Bariera de protecție prin acoperire cu pasivizare a suprafeței
Pe lângă curățarea fizică, pentru produsele destinate pentru ceață-salină-înaltă și medii cu umiditate ridicată-, introducem acoperirea conformă ca al doilea strat de protecție fizică. Rolul acoperirii conforme nu este doar de a preveni pătrunderea umezelii, ci, mai important, de a izola fizic câmpul electric de contactul cu moleculele de apă. Fabricile de asamblare PCBA selectează de obicei materiale de acoperire pe bază de poliuretan sau silicon-cu permeabilitate scăzută la vapori de apă. Folosind echipamente automate de pulverizare de precizie, acestea asigură o acoperire uniformă și densă în zonele cu risc ridicat-, cum ar fi baza conectorilor și golurile dintre pinii IC.
Înainte de acoperire, umezeala adsorbită pe suprafața PCB trebuie îndepărtată complet printr-un proces de coacere în vid. Aplicarea stratului fără coacere prealabilă va prinde umezeala în interiorul stratului, ceea ce poate declanșa de fapt o coroziune mai severă. În timpul asamblării PCBA, curba de întărire a acoperirii este monitorizată pentru a se asigura că stratul întărit atinge o densitate la nivel de etanșare-la aer, blocând pătrunderea ionilor de clorură din pulverizarea de sare externă. Această barieră de protecție oferă plăcii rezistența necesară pentru a rezista la medii externe dure.
Validarea fiabilității bazată pe evaluarea stresului de mediu
Prevenirea migrării argintului nu se poate baza doar pe specificațiile procesului de fabricație, ci necesită, de asemenea, screening și validare prin teste de mediu simulate. Instalațiile de asamblare PCBA plasează, de obicei, fiecare lot de produse destinate aplicațiilor în aer liber într-o cameră de ciclu de temperatură-umiditate, împreună cu testarea tensiunii de polarizare-în timp real. Plăcile funcționează continuu timp de 1.000 de ore la 85 de grade Celsius și 85% umiditate relativă, în timp ce modificările curentului de scurgere în fiecare circuit logic sunt monitorizate în timp real.
Dacă datele de testare arată fluctuații exponențiale ale curentului de scurgere, acestea indică un risc de migrare pe calea procesului respectiv. Această metodă de screening, care forțează defectele de proces să iasă la suprafață, identifică potențialele eșecuri de migrare a argintului de la început în cadrul fabricii. Prin analiza defecțiunilor cazurilor de defecțiuni ecranate, distanța dintre componente este ajustată continuu în timpul asamblarii PCBA, regulile de rutare pentru liniile de semnal critice sunt optimizate și distanța dintre conductori este maximizată pentru a crește rezistența la migrare.
Informații rapide despre NeoDen
- Înființată în 2010, cu 200+ angajați și 27,000+ mp. fabrica de drepturi de proprietate independente, pentru a asigura managementul standard și a obține cele mai multe efecte economice, precum și economisirea costurilor.
- Deținea propriul centru de prelucrare, asamblare calificată, tester și ingineri QC, pentru a asigura abilitățile puternice pentru fabricarea, calitatea și livrarea mașinilor NeoDen.
- 40+ parteneri globali acoperiți în Asia, Europa, America, Oceania și Africa, pentru a servi cu succes 10000+ utilizatori din toată lumea, pentru a asigura un serviciu local mai bun și mai rapid și un răspuns prompt.
- 3 echipe diferite de cercetare și dezvoltare cu un total de 25+ ingineri profesioniști de cercetare și dezvoltare, pentru a asigura dezvoltări mai bune și mai avansate și inovații noi.
- Ingineri calificați și profesioniști de asistență și service în limba engleză, pentru a asigura un răspuns prompt în 8 ore, soluția oferă în 24 de ore.
- Unicul dintre toți producătorii chinezi care au înregistrat și au aprobat CE de TUV NORD.
- NeoDen oferă asistență tehnică-pe viață și servicii pentru toate mașinile NeoDen, în plus, actualizări regulate ale software-ului bazate pe experiențele de utilizare și pe cererea zilnică reală din partea utilizatorilor finali.