Introducció
En dispositius d'usuari final-com ara estacions base exteriors, unitats de control electròniques-de vehicles i sensors industrials, els components PCBA estan exposats constantment a entorns d'alta humitat i fins i tot de boira salada. Molts mòduls que demostren un rendiment excel·lent durant les proves de fàbrica poden experimentar disminucions inexplicables de la resistència d'aïllament o fins i tot fallades de curt-circuits després de diversos mesos de servei de camp. Entre aquests problemes, la migració de plata a les juntes de soldadura és la principal causa oculta de fallades tan primerenques. Quan hi ha minúsculs residus d'ions a la superfície d'una placa de circuits en un ambient humit, els ions de plata experimenten una migració electroquímica, fent que les dendrites metàl·liques fines creixin entre conductors adjacents. Si no es controla estrictament, aquest fenomen pot danyar directament-productes PCBA de gamma alta.
El mecanisme de fallada física de la migració electroquímica
El prerequisit físic per a la migració de plata és la coexistència d'una "solució d'electròlit" i un "camp elèctric esbiaixat". Quan la humitat de l'aire supera el 60 per cent, els contaminants higroscòpics (com ara residus de flux, ions de clorur ambiental o pols) formen una capa de pel·lícula d'electròlits a la superfície de les juntes de soldadura que és invisible a ull nu. Quan s'aplica una tensió continua, els àtoms de plata de l'ànode perden electrons i es converteixen en ions de plata, que migren cap al càtode sota la influència del camp elèctric. Allà, la plata metàl·lica precipita i creix gradualment en vies conductores dendrítiques, semblants a arbres-.
El creixement d'aquestes dendrites és extremadament ràpid en les etapes inicials; un cop abasten el buit entre conductors, provoquen un curtcircuit instantani. El que fa que això sigui encara més difícil és que fins i tot després que es produeixi el curtcircuit i la humitat s'evapora, l'estructura dendrítica residual conserva algunes de les seves propietats conductores, donant lloc a fluctuacions repetides en el corrent de fuga. La clau de la prevenció per a les plantes de muntatge de PCBA rau en l'eliminació de la base material d'aquesta reacció electroquímica mitjançant el control-{3}}extrem del procés de fabricació.
Llindars crítics per als paràmetres del procés de neteja
La causa principal de la migració de plata sovint es troba en residus de flux. Abans de l'etapa de control de qualitat final (FQC), els fabricants d'electrònica realitzen proves rigoroses de contaminació iònica, demanant que la concentració iònica per unitat d'àrea no ha de superar els 0,05 micrograms d'equivalent de clorur de sodi. Per complir amb aquest estàndard, normalment s'utilitza una solució de neteja combinada que inclou la polvorització d'alta pressió-de diverses etapes i polsos ultrasònics.
Els agents de neteja a base d'aigua-penetren els espais estrets entre les agulles fines a través de broquets d'alta-pressió, desplaçant i eliminant completament els halògens i els àcids orgànics dels residus de flux. Posteriorment, tres etapes d'esbandida amb aigua desionitzada asseguren que la conductivitat elèctrica de la placa assoleix els nivells d'aigua ultrapura. Les dades indiquen que després de sotmetre's a aquest procés de neteja profunda, la resistència d'aïllament de les plaques es manté al nivell de megaohms o superior fins i tot després de més de 500 hores d'exposició a entorns d'alta-humitat. Aquesta eliminació extrema d'ions residuals talla la cadena de formació de pel·lícules d'electròlits a la seva font.
Protecció de barrera mitjançant recobriment de passivació superficial
A més de la neteja física, per als productes destinats a la boira-sal-alta i entorns d'alta-humitat, introduïm el recobriment de conformació com a segona capa de protecció física. El paper del recobriment conforme no és només prevenir l'entrada d'humitat sinó, el que és més important, aïllar físicament el camp elèctric del contacte amb les molècules d'aigua. Les plantes de muntatge de PCBA solen seleccionar materials de recobriment basats en poliuretà o silicona- amb baixa permeabilitat al vapor d'aigua. Utilitzant equips de polvorització automatitzats de precisió, asseguren un recobriment uniforme i dens en zones d'alt-risc, com ara la base dels connectors i els buits entre els pins IC.
Abans del recobriment, la humitat adsorbida a la superfície del PCB s'ha d'eliminar a fons mitjançant un procés de cocció al buit. L'aplicació del recobriment sense la cocció prèvia atraparà la humitat dins del recobriment, cosa que pot provocar una corrosió més severa. Durant el muntatge de PCBA, es controla la corba de curat del recobriment per assegurar-se que el recobriment curat aconsegueix una densitat hermètica-, bloquejant la penetració dels ions de clorur de l'esprai de sal extern. Aquesta barrera protectora proporciona al tauler la resiliència necessària per suportar entorns externs durs.
Validació de la fiabilitat basada en el cribratge d'estrès ambiental
La prevenció de la migració de plata no pot dependre únicament de les especificacions del procés de fabricació, sinó que també requereix un cribratge i validació mitjançant proves ambientals simulades. Les plantes de muntatge de PCBA solen col·locar cada lot de productes destinats a aplicacions a l'aire lliure en una cambra de cicle de temperatura-humitat, juntament amb proves de voltatge de polarització-en temps real. Les plaques funcionen contínuament durant 1.000 hores a 85 graus centígrads i un 85 per cent d'humitat relativa, mentre que els canvis de corrent de fuga a cada circuit lògic es controlen en temps real.
Si les dades de prova mostren fluctuacions exponencials en el corrent de fuga, indica un risc de migració sota aquest camí de procés específic. Aquest mètode de cribratge, que obliga els defectes del procés a sortir a la superfície, identifica possibles errors de migració de plata des del principi dins de la fàbrica. Mitjançant l'anàlisi de fallades dels casos de fallada apantallada, l'espaiat dels components s'ajusta contínuament durant el muntatge de PCBA, s'optimitzen les regles d'encaminament per a les línies de senyal crítiques i es maximitza l'espai dels conductors per augmentar la resistència a la migració.
Dades breus sobre NeoDen
- Creat el 2010 amb 200+ empleats i 27,000+ metres quadrats fàbrica de drets de propietat independents, per garantir la gestió estàndard i aconseguir els efectes més econòmics, així com estalviar costos.
- Posseïa el propi centre de mecanitzat, muntador qualificat, provador i enginyers de control de qualitat, per garantir les fortes habilitats per a la fabricació, la qualitat i el lliurament de màquines NeoDen.
- 40+ socis globals coberts a Àsia, Europa, Amèrica, Oceania i Àfrica, per atendre amb èxit 10000+ usuaris de tot el món, per garantir un servei local millor i més ràpid i una resposta ràpida.
- 3 equips de R+D diferents amb un total de 25+ enginyers de R+D professionals, per garantir els millors i més avançats desenvolupaments i la nova innovació.
- Enginyers de servei i suport anglès qualificats i professionals, per garantir una resposta ràpida en 8 hores, la solució proporciona en 24 hores.
- L'únic entre tots els fabricants xinesos que van registrar i aprovar CE per TUV NORD.
- NeoDen ofereix assistència tècnica i servei durant tota la vida-per a totes les màquines NeoDen, a més, actualitzacions periòdiques de programari basades en les experiències d'ús i la sol·licitud diària real dels usuaris finals.