การศึกษาเปิดเผยรูปแบบความล้มเหลวของ PCB ในการทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำ

ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่พัฒนาอย่างรวดเร็วในปัจจุบัน บอร์ดวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นกระดูกสันหลังของอุปกรณ์ที่ทันสมัยการประกันผลงานและความน่าเชื่อถือของ PCB ภายใต้สภาพที่รุนแรงได้กลายเป็นสิ่งสําคัญการทดสอบหมุนเวียนทางความร้อนได้ปรากฏขึ้นเป็นมาตรการประกันคุณภาพที่จําเป็น โดยจําลองความแตกต่างของอุณหภูมิที่รุนแรง PCB อาจเจอระหว่างการทํางาน

การทดสอบวงจรความร้อนทําให้ตัวอย่าง PCB อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและต่ําที่สลับกัน ทําให้เกิดสภาพการทํางานในโลกจริงการทดสอบความเครียดที่เร่งรัดนี้ช่วยระบุจุดอ่อนในวัสดุ, การก่อสร้างและผลประกอบการไฟฟ้า ก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะถึงตลาด

หลักการพื้นฐานของการทดสอบวงจรความร้อนใช้สิทธิการขยายความร้อนของวัสดุและอุปกรณ์ติดตั้ง - มีสัมพันธ์การขยายความร้อนที่โดดเด่นเมื่อถูกผูกพันกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเร็วการขยายตัวที่ไม่ตรงกันเหล่านี้ สร้างความเครียดภายในที่ซับซ้อนซึ่งสามารถนําไปสู่ความเหนื่อยเหนื่อยของวัสดุหรือความล้มเหลว

เป้าหมายหลักของการประเมินวงจรความร้อนประกอบด้วย

• การประเมินความมั่นคงของวัสดุและความสมบูรณ์แบบของโครงสร้างภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว
• การประเมินความน่าเชื่อถือของผลประกอบการไฟฟ้า ผ่านอุณหภูมิสุด
• การระบุความบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในการออกแบบ การผลิต หรือการเลือกวัสดุ
• การให้ข้อมูลที่ขับเคลื่อนเพื่อผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุด

โปรต็อกอลการหมุนเวียนความร้อนแบบปกติประกอบด้วย:

1. การเตรียมตัวอย่างและการปรับปรุง
2. การปรับปรุงปริมาตร (ช่วงอุณหภูมิ, อัตราการเปลี่ยน, จํานวนวงจร)
3. จักรยานที่ควบคุมด้วยการติดตามในเวลาจริง
4. การวิเคราะห์ความล้มเหลวที่ครบวงจร
5. รายงานและแนะนํา

หมุนเวียนทางความร้อนเปิดเผยถึงกลไกความผิดพลาดหลายอย่างใน PCBs:

การเชื่อมต่อระหว่างสอยเป็นจุดอ่อนที่สําคัญระหว่างความเครียดทางความร้อน ประเภทความผิดพลาดหลักประกอบด้วย:

การแตกจากการเหนื่อยร้อน:วงจรการขยาย / การหดตัวซ้ํา ๆ สร้างรอยแตกเล็ก ๆ ที่แพร่กระจายผ่านข้อเชื่อมผสม, โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ผิวหน้านําส่วนประกอบและปริมาตรอุณหภูมิมีอิทธิพลที่สําคัญในรูปแบบความผิดพลาดนี้.

การกัดกรองจากการออกซิเดชั่น:อุณหภูมิที่สูงขึ้นเร่งการออกซิเดชั่นที่พื้นผิวของผสมผสม ทําให้ความแข็งแรงทางกลและความสามารถในการนําไฟฟ้าลดลง การควบคุมความชื้นและการเคลือบป้องกันช่วยลดปัญหานี้

อุปกรณ์ผสมระหว่างโลหะ (IMC):การเจริญเติบโตอย่างมากของชั้น IMC ที่เปราะบางระหว่างโลหะผสมและโลหะพื้นฐานจะลดความทนทานของข้อต่อเนื่อง การควบคุมกระบวนการและความเข้ากันได้ของวัสดุเป็นปัจจัยป้องกันหลัก

พื้น PCB หลายชั้นมีการแยกระหว่างชั้นของวัสดุ เนื่องจาก:

ความไม่เหมาะสมของการขยายความร้อน:อัตราการขยายตัวที่แตกต่างกันระหว่างธาตุ epoxy และการเสริมเหล็กไฟเบอร์กลาส สร้างความเครียดระหว่างผิว. การเลือกวัสดุและการปรับปรุงอัตราส่วนสามารถลดลดผลนี้ได้

ความบกพร่องทางการผลิต:ความว่าง, ภาวะไม่สะอาด, หรือความดันการละลายที่ไม่เพียงพอ สร้างจุดอ่อนที่กระตุ้นการแยกแยก การควบคุมกระบวนการและการตรวจคุณภาพป้องกันปัญหาเหล่านี้

การดูดซึมความชื้น:วัสดุ ที่ มี ความ นุ่ม น้ํา จะ กลืน เมื่อ ถูก สัมผัส กับ ความ นุ่ม น้ํา ทํา ให้ ความ กระทบ หนาว เพิ่ม ขึ้น สับสราท ที่ ทน ความ นุ่ม น้ํา และ การ ปก ป้อง ให้ มี การ แก้ไข

อุปกรณ์ที่ติดตั้งใน PCB ต่าง ๆ มีปัญหาเกี่ยวกับอุณหภูมิ:

ความบกพร่องของครึ่งตัวนํา:วงจรบูรณาการ มีปัญหาจากการแตกที่เกิดจากความเครียดทางอุณหภูมิ การชราตัวเร่งรัด และการเจาะเข้าไปของความชื้น การเลือกที่เหมาะสม การเย็นและการปิดตัวรักษาความสามารถในการทํางาน

ความล้มเหลวของคอนเดเซเตอร์:การแห้งแบบเอเลคโทรลิตส์, การทําลายไฟฟ้า, และการแตกของแพคเกจ plague capacitors ภายใต้วงจรความร้อน. ส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิและการควบคุมสิ่งแวดล้อมขยายอายุการใช้งาน.

ความล้มเหลวของตัวต่อต้าน:การทําลายฟิล์ม การออกซิเดชั่นปลาย และการแตกของพัสดุจะส่งผลกระทบต่อตัวต่อต้าน การเลือกวัสดุและการจัดการสภาพการทํางานป้องกันการล้มเหลวก่อนกําหนด

เส้นทางการนําทางบน PCB อาจเกิดรอยแตกเพราะ:

ความเหนื่อยร้อน:วงจรการขยาย / การหดตัวซ้ํา ๆ ทําให้รอยทองแดงเหนื่อย, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในจุดปริมาณความเครียด. การออกแบบและการเลือกวัสดุที่ดีขึ้นความทนทาน

ความเครียดทางกล:การ ติดตั้ง, การ ขนส่ง, หรือ การ กระตุ้น สามารถ ทํา ให้ รอย แตก. การ ใช้ งาน และ เทคนิค การ ติดตั้ง ที่ เหมาะ สม ช่วย ป้องกัน การ แตก.

การกัดกรองสภาพแวดล้อม:ความชื้นและสารปนเปื้อน ทําให้การนําทองแดงเสื่อมลง การปิดที่ป้องกันและการควบคุมสิ่งแวดล้อม

มาตรการที่ป้องกันสามารถปรับปรุงผลการทํางานของ PCB ได้อย่างสําคัญ:

การออกแบบแบบที่รอบคอบ การวิเคราะห์ความสอดคล้องของวัสดุ และการจัดการความร้อน เป็นรากฐานของการออกแบบที่น่าเชื่อถือการวางส่วนประกอบ, และการระบายความร้อน

การควบคุมอัตราละเอียด, เทคนิคการผสมผสานที่ทันสมัย, และการรักษาพื้นผิวให้แน่ใจว่าคุณภาพคงที่. การรับรองกระบวนการและระเบียบการตรวจสอบตรวจสอบความสมบูรณ์แบบการผลิต.