導入
屋外基地局、車載電子制御ユニット、産業用センサーなどのエンドユーザー デバイスでは、PCBA コンポーネントは常に高湿度や塩霧環境にさらされています。-工場でのテストで優れた性能を示したモジュールの多くは、数か月の現場使用後に原因不明の絶縁抵抗の低下や短絡故障が発生する可能性があります。-これらの問題の中でも、はんだ接合部での銀の移行は、このような初期故障の隠れた主な原因です。湿気の多い環境で回路基板の表面に微量のイオン残留物が存在すると、銀イオンが電気化学的に移動し、隣接する導体間に微細な金属樹枝状結晶が成長します。厳密に管理しない場合、この現象はハイエンド PCBA 製品に直接損傷を与える可能性があります。-
電気化学的マイグレーションの物理的故障メカニズム
銀の移動のための物理的前提条件は、「電解質溶液」と「バイアスされた電界」の共存です。空気湿度が 60% を超えると、吸湿性汚染物質 (フラックス残留物、環境中の塩化物イオン、塵など) によって、はんだ接合部の表面に肉眼では見えない電解質膜の層が形成されます。 DC 電圧が印加されると、アノードの銀原子は電子を失い、銀イオンに変換され、電場の影響を受けてカソードに向かって移動します。そこでは金属銀が析出し、徐々に樹枝状の木のような導電経路に成長します。-。
これらの樹状突起の成長は、初期段階では非常に急速です。導体間のギャップを通過すると、瞬間的な短絡が発生します。これをさらに困難にしているのは、短絡が発生して水分が蒸発した後でも、残留樹枝状構造の導電特性の一部が保持され、漏れ電流が繰り返し変動することです。 PCBA 組立工場における予防の鍵は、製造プロセスのエンドツーエンドの制御を通じて、この電気化学反応の材料基盤を排除することにあります。--
洗浄プロセスパラメータの臨界しきい値
銀の移行の根本原因は、フラックス残留物にあることがよくあります。最終品質管理 (FQC) 段階の前に、電子機器メーカーは厳密なイオン汚染テストを実施し、単位面積あたりのイオン濃度が塩化ナトリウム換算で 0.05 マイクログラムを超えてはいけないことを義務付けています。この基準を満たすには、通常、複数段階の高圧スプレーと超音波パルスを含む複合洗浄液が使用されます。--
水ベースの洗浄剤が高圧ノズルを通じて細いピン間の狭い隙間に浸透し、フラックス残留物からハロゲンと有機酸を完全に置換して除去します。-その後、脱イオン水による 3 段階の洗浄により、基板の導電率が超純水レベルに達することが保証されます。データによると、この徹底的な洗浄プロセスを経た後、高湿度環境に 500 時間以上さらされた後でも、基板の絶縁抵抗はメガオーム レベル以上を維持します。-この残留イオンの極端な除去により、電解質膜形成の連鎖がその根源から遮断されます。
表面不動態化コーティングによるバリア保護
物理的な洗浄に加えて、高{0}}塩分霧-や高湿度の環境を対象とした製品には、物理的保護の 2 番目の層としてコンフォーマル コーティングを導入しています。-コンフォーマルコーティングの役割は、単に湿気の侵入を防ぐだけではなく、より重要なことに、水分子との接触から電場を物理的に隔離することです。 PCBA 組立工場では通常、水蒸気透過性の低いポリウレタンまたはシリコーン-ベースのコーティング材料が選択されます。精密な自動スプレー装置を使用して、コネクタのベースや IC ピン間のギャップなどの危険性の高い領域に均一で緻密なコーティングを確実に施します。{7}}
コーティングの前に、真空ベーキングプロセスを通じて PCB 表面に吸着した水分を完全に除去する必要があります。事前にベーキングを行わずにコーティングを適用すると、コーティング内に湿気が閉じ込められ、実際にはより深刻な腐食を引き起こす可能性があります。 PCBA の組み立て中、コーティングの硬化曲線が監視され、硬化したコーティングが気密-レベルの密度を達成し、外部の塩水噴霧からの塩化物イオンの浸透をブロックしていることを確認します。この保護バリアは、過酷な外部環境に耐えるのに必要な弾力性をボードに提供します。
環境ストレススクリーニングに基づく信頼性検証
銀の移行を防止するには、製造プロセスの仕様のみに依存することはできず、模擬環境テストによるスクリーニングと検証も必要です。通常、PCBA 組立工場では、リアルタイムのバイアス電圧テストと併せて、屋外用途向けの製品のバッチごとに温湿度サイクル チャンバーに入れます。-ボードは摂氏 85 度、相対湿度 85% で 1,000 時間連続動作し、各論理回路の漏れ電流の変化がリアルタイムで監視されます。
テストデータで漏れ電流の指数関数的な変動が示されている場合は、その特定のプロセス パスでのマイグレーションのリスクを示しています。プロセス欠陥を強制的に表面化するこのスクリーニング方法は、工場内で潜在的な銀移行障害を早期に特定します。スクリーニングされた故障ケースの故障解析を通じて、PCBA アセンブリ中にコンポーネントの間隔が継続的に調整され、重要な信号線の配線ルールが最適化され、導体間隔が最大化されてマイグレーション耐性が向上します。
NeoDen に関する概要
- 2010 年に設立され、従業員数は 200+ 人、従業員数は 27、000+ 平方メートルです標準的な管理を確保し、コストを節約するだけでなく、最大限の経済効果を達成するために、独立した所有権を持った工場を設立します。
- NeoDen 機械の製造、品質、納期の強力な能力を確保するために、独自のマシニング センター、熟練した組立て者、テスター、QC エンジニアを所有しています。
- アジア、ヨーロッパ、アメリカ、オセアニア、アフリカをカバーする 40+ のグローバル パートナーは、世界中の 10000+ 人のユーザーに適切にサービスを提供し、より優れたより迅速なローカル サービスと迅速な対応を保証します。
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