Elektronikos gaminiai yra visur – nuo išmaniųjų telefonų ir nešiojamųjų kompiuterių iki automobilių elektronikos ir kosmoso įrangos, o jų veikimas ir patikimumas tiesiogiai veikia žmonių gyvenimą ir darbą. Kaip pagrindinė elektroninių gaminių sudedamoji dalis, spausdintinių plokščių kokybė ir patikimumas yra labai svarbūs. Siekiant užtikrinti stabilų spausdintinių plokščių veikimą įvairiose sudėtingose aplinkose, elektroninių gaminių kokybės užtikrinimo kertiniu akmeniu tapo aukšto patikimumo PCB testavimo standartai.
1, didelio patikimumo PCB testavimo standartų svarba
Kaip elektroninių gaminių elektros jungčių nešiklis, PCB kokybė tiesiogiai veikia viso gaminio veikimą ir patikimumą. Sugedusi PCB gali sukelti trumpąjį jungimą, atviras grandines, signalo trikdžius ir kitas elektroninių gaminių problemas, kurios gali rimtai paveikti įprastą gaminio naudojimą ir netgi sukelti saugos nelaimingų atsitikimų. Kuriant patikimumo PCB testavimo standartus siekiama visapusiškai įvertinti spausdintinių plokščių dizainą, medžiagas, gamybos procesus ir kitus aspektus taikant griežtus testavimo metodus ir rodiklius, iš anksto nustatyti galimus kokybės pavojus ir užtikrinti, kad spausdintinės plokštės galėtų stabiliai ir patikimai veikti per visą savo gyvavimo ciklą. Tai ne tik padeda pagerinti elektroninių gaminių kokybę ir konkurencingumą rinkoje, bet ir sumažina priežiūros po pardavimo išlaidas bei apsaugo vartotojų teises ir interesus.
2, bendri didelio patikimumo spausdintinės plokštės bandymo standartai
Elektrinio veikimo bandymas
Laidumo testas: tai pagrindinis elektrinio veikimo testas, naudojamas patikrinti, ar spausdintinių plokščių grandinės veikia. Naudojant profesionalią testavimo įrangą, kiekvienai spausdintinės plokštės grandinei taikoma tam tikra įtampa arba srovė, kad būtų galima nustatyti, ar yra atitinkamas signalo išėjimas. Dažniausiai naudojami standartai, tokie kaip IPC-6012 „Standžių spausdintinių plokščių identifikavimo ir veikimo specifikacijos“ turi aiškias nuostatas dėl laidumo bandymo metodų ir kvalifikacinių standartų, reikalaujančių, kad spausdintinės plokštės grandinės laidumo varža būtų nurodytame diapazone, paprastai neviršijant kelių omų.
Izoliacijos varžos testas: Šis testas naudojamas įvertinti izoliacijos charakteristikas tarp skirtingų spausdintinės plokštės grandinių ir tarp grandinių bei įžeminimo plokštės. Geros izoliacijos savybės gali užkirsti kelią signalo perjungimui ir trumpojo jungimo gedimams. Bandymo metu tarp bandomų linijų įvedama tam tikra nuolatinė įtampa, o izoliacijos varžai apskaičiuoti išmatuojama praeinanti nuotėkio srovė. Pagal IPC-6012 standartą izoliacijos varža neturi būti mažesnė už nurodytą vertę, paprastai viršijanti megaomų lygį.
Varžos bandymas: Elektroniniams gaminiams tobulinant greitį ir aukštą dažnį, spausdintinių plokščių varžos suderinimas tapo ypač svarbus. Varžos neatitikimas gali sukelti problemų, tokių kaip signalo atspindys ir slopinimas, o tai turi įtakos signalo perdavimo kokybei. Varžos bandymas daugiausia apima charakteringos varžos bandymus ir diferencinės varžos bandymus. Charakteristinė varža reiškia perdavimo linijos impedansą neatspindinčioje būsenoje, o diferencinė varža reiškia diferencinio signalo perdavimo linijas. IPC-6012 standartas nurodo atitinkamus impedanso tolerancijos diapazonus skirtingų tipų perdavimo linijoms, paprastai reikalaujant, kad charakteringos varžos tolerancija būtų valdoma ± 10 %, o diferencinės varžos tolerancija – ± 15 %.
Aplinkos patikimumo bandymai
Temperatūros ciklo bandymas: imituokite temperatūros pokyčius, kuriuos spausdintinė plokštė gali patirti faktinio naudojimo metu, įdėkite PCB į aukštos ir žemos temperatūros ciklo bandymo kamerą ir atlikite kelis ciklus pagal tam tikrą temperatūros kreivę. Temperatūros diapazonas paprastai yra nuo -40 laipsnių iki +125 laipsnių. Stebint elektros charakteristikų pokyčius ir fizinius PCB pažeidimus temperatūros ciklo metu, galima įvertinti jos prisitaikymą prie temperatūros pokyčių. Pavyzdžiui, pagal standartą IPC-9592 „Paviršinio montavimo technologijos surinkimo patikimumo bandymo metodai“ praėjus tam tikram temperatūros ciklų skaičiui, PCB litavimo jungtys neturėtų įtrūkti ar atsiskirti, o elektrinės charakteristikos turi išlikti nurodytose ribose.
Drėgmės bandymas: PCB patikimumo tikrinimas didelės drėgmės aplinkoje. Įdėkite spausdintinę plokštę į drėgmės bandymo kamerą ir tam tikrą laiką (pvz., 96 valandas) palaikykite tam tikrą drėgmę (pvz., 95 % RH) ir temperatūrą (pvz., 40 laipsnių). Baigę bandymą patikrinkite, ar PCB nėra korozijos, deformacijos, sumažėjusios izoliacijos savybės ir kitų problemų. Pagal IPC-6012 standartą, atlikus drėgmės bandymą, plokštės izoliacijos varža turi atitikti atitinkamus reikalavimus, o paviršiuje neturėtų būti akivaizdžių korozijos požymių.
Vibracijos bandymas: imituokite vibracijos aplinką, kurią PCB gali patirti transportuojant ir naudojant, sumontuokite PCB ant vibracijos stalo ir išbandykite pagal tam tikrą vibracijos dažnį, amplitudę ir laiką. Stebėdami PCB elektrines charakteristikas vibracijos metu ir ar nėra kokių nors problemų, pvz., atsilaisvinusių komponentų ar įtrūkusių litavimo jungčių, įvertinkite jo atsparumą vibracijai.
Mechaninio veikimo bandymas
Lenkimo testas: naudojamas įvertinti spausdintinės plokštės veikimą veikiant lenkimo jėgai. Pritvirtinkite vieną spausdintinės plokštės galą, o kitą galą pritaikykite tam tikra lenkimo jėga, kad spausdintinė plokštė susilenktų ir deformuotųsi. Išmatavus varžos pokyčius ir tai, ar lenkimo proceso metu nėra grandinės pertrūkių, galima nustatyti jos lenkimo charakteristikas. Standartas IPC-6012 nurodo atitinkamus lenkimo bandymo metodus ir kvalifikacinius standartus skirtingo storio ir medžiagų spausdintinėms plokštėms, paprastai reikalaujant, kad spausdintinės plokštės išlaikytų normalias elektrines charakteristikas po tam tikro skaičiaus lenkimo ciklų.
Nulupimo stiprumo bandymas: patikrinkite vario folijos ir pagrindo sukibimo stiprumą ant PCB. Naudojant profesionalią lupimo įrangą, nuo pagrindo nulupama varinė folija ir išmatuojama reikiama lupimo jėga. Didesnis lupimo stiprumas reiškia tvirtą vario folijos ir pagrindo ryšį, efektyviai užkertantį kelią elektros gedimams, atsirandantiems dėl varinės folijos atsiskyrimo. Standartas IPC-6012 nurodo minimalų skirtingų tipų spausdintinių plokščių atplėšimo stiprumą, paprastai reikalaujant, kad atsiplėšimo jėga būtų ne mažesnė už tam tikrą milimetro pločio vertę, pvz., 1,0 N/mm.