Quais são os tipos de testes ambientais de PCB?Teste de alta aceleração:Os testes acelerados incluem o teste de vida altamente acelerado (HALT) e a triagem de estresse altamente acelerado (HASS). Esses testes avaliam a confiabilidade dos produtos em ambientes controlados, incluindo testes de alta temperatura, alta umidade e vibração/choque quando o equipamento é ligado. O objetivo é simular as condições que podem levar à falha iminente de um novo produto. Durante o teste, o produto é monitorado em um ambiente simulado. O teste ambiental de produtos eletrônicos geralmente envolve testes em uma pequena câmara ambiental.Umidade e corrosão:Muitos PCBS serão implantados em ambientes úmidos, então um teste comum para confiabilidade de PCB é um teste de absorção de água. Neste tipo de teste, o PCB é pesado antes e depois de ser colocado em uma câmara ambiental com umidade controlada. Qualquer adsorvente de água na placa aumentará o peso da placa, e qualquer mudança significativa no peso resultará em desqualificação.Ao realizar esses testes durante a operação, os condutores expostos não devem ser corroídos em um ambiente úmido. O cobre oxida facilmente quando atinge um certo potencial, razão pela qual o cobre exposto é frequentemente revestido com uma liga antioxidante. Alguns exemplos incluem ENIG, ENIPIG, HASL, níquel ouro e níquel.Choque térmico e circulação:O teste de calor geralmente é realizado separadamente do teste de umidade. Esses testes incluem alterar repetidamente a temperatura da placa e verificar como a expansão/contração térmica afeta a confiabilidade. No teste de choque térmico, a placa de circuito usa um sistema de duas câmaras para se mover rapidamente entre dois extremos de temperatura. A temperatura baixa geralmente está abaixo do ponto de congelamento, e a temperatura alta geralmente é mais alta do que a temperatura de transição vítrea do substrato (acima de ~130 °C). O ciclo térmico é realizado usando uma única câmara, com a temperatura mudando de um extremo para o outro a uma taxa de 10 °C por minuto.Em ambos os testes, a placa se expande ou contrai conforme a temperatura da placa muda. Durante o processo de expansão, condutores e juntas de solda são submetidos a alto estresse, o que acelera a vida útil do produto e permite a identificação de pontos de falha mecânica.
Placa de Burn-in para teste de confiabilidadeEquipamentos semicondutores que testam e filtram falhas precoces durante o estágio de “mortalidade infantil” são colocados em uma placa conhecida como “Burn-in Board”. Em uma placa burn-in, há vários soquetes para colocar o dispositivo semicondutor (por exemplo, diodo laser ou fotodiodo). O número de dispositivos que são colocados em uma placa pode consistir em lotes baixos de 64 a mais de 1000 dispositivos ao mesmo tempo.Essas placas de burn-in são então inseridas no forno de burn-in que pode ser controlado por um ATE (Automatic Test Equipment) que fornece as voltagens obrigatórias para as amostras enquanto mantém a temperatura desejada do forno. A polarização elétrica aplicada pode ser estática ou dinâmica.Geralmente, os componentes semicondutores (por exemplo, diodos laser) são forçados além do que eles terão que passar em uso normal. Isso garante que o fabricante pode ter certeza de que tem um dispositivo de diodo laser ou fotodiodo robusto e que o componente pode atender aos padrões de confiabilidade e qualificação. Opções de material da placa de burn-in:IS410O IS410 é um sistema de pré-impregnado e laminado epóxi FR-4 de alto desempenho, projetado para atender aos requisitos da indústria de placas de circuito impresso por maiores níveis de confiabilidade e à tendência de usar solda sem chumbo.370 HROs laminados e pré-impregnados 370HR são feitos usando um sistema patenteado de resina epóxi multifuncional Tg FR-4 de alto desempenho a 180 °C, projetado para aplicações de placas de circuito impresso (PWB) multicamadas, onde desempenho térmico e confiabilidade máximos são necessários.BT EpóxiO epóxi BT é amplamente escolhido por suas excelentes propriedades térmicas, mecânicas e elétricas. Este laminado é adequado para montagem de PCB sem chumbo. É usado principalmente para aplicações de placas multicamadas. Ele apresenta excelente migração elétrica, resistência de isolamento e alta resistência térmica. Ele também mantém a força de ligação em alta temperatura.PoliamidaO epóxi BT é amplamente escolhido por suas excelentes propriedades térmicas, mecânicas e elétricas. Este laminado é adequado para montagem de PCB sem chumbo. É usado principalmente para aplicações de placas multicamadas. Ele apresenta excelente migração elétrica, resistência de isolamento e alta resistência térmica. Ele também mantém a força de ligação em alta temperatura.Nelco 4000-13A série Nelco® N4000-13 é um sistema de resina epóxi aprimorado, projetado para fornecer excelentes propriedades térmicas e de alta velocidade de sinal/baixa perda de sinal. O N4000-13 SI® é excelente para aplicações que exigem integridade de sinal ideal e controle preciso de impedância, mantendo alta confiabilidade por meio de CAF 2 e resistência térmica. Espessura da placa de queima:0,062” – 0,125” (1,57 mm – 3,17 mm) Aplicações de placa de burn-in:Durante o processo de burn-in, temperaturas extremas geralmente variam de 125°C a 250°C ou até 300°C, então os materiais usados precisam ser extremamente duráveis. O IS410 é usado para aplicações de placa de burn-in de até 155°C e, normalmente, uma poliimida para aplicações de até 250°C. Placas de burn-in podem ser usadas em condições de testes ambientais, como:HAST (estresse de temperatura e umidade altamente acelerado)LTOL (Vida útil em baixa temperatura)HTOL (Vida útil operacional em alta temperatura) Requisitos de projeto da placa de burn-in:Uma das considerações mais importantes é selecionar a maior confiabilidade e qualidade possíveis para a Burn in Board e o soquete de teste. Você não quer que sua Burn in board ou soquete falhe antes do dispositivo em teste. Portanto, todos os componentes e conectores ativos/passivos devem estar em conformidade com os requisitos de alta temperatura, e todos os materiais e componentes devem atender aos requisitos de alta temperatura e envelhecimento.
Teste de Aceleração de Testes de ConfiabilidadeA maioria dos dispositivos semicondutores tem vidas úteis que se estendem por muitos anos em uso normal. No entanto, não podemos esperar anos para estudar um dispositivo; temos que aumentar o estresse aplicado. Estresses aplicados aumentam ou aceleram mecanismos de falha em potencial, ajudam a identificar a causa raiz e ajudam companheiro de laboratório tome medidas para evitar o modo de falha.Em dispositivos semicondutores, alguns aceleradores comuns são temperatura, umidade, voltagem e corrente. Na maioria dos casos, o teste acelerado não altera a física da falha, mas altera o tempo de observação. A mudança entre a condição acelerada e a de uso é conhecida como 'derating'.Testes altamente acelerados são uma parte essencial dos testes de qualificação baseados em JEDEC. Os testes abaixo refletem condições altamente aceleradas com base na especificação JEDEC JESD47. Se o produto passar nesses testes, os dispositivos serão aceitáveis para a maioria dos casos de uso.Ciclo de temperaturaDe acordo com o padrão JESD22-A104, o ciclo de temperatura (TC) submete as unidades a transições extremas de temperaturas altas e baixas entre as duas. O teste é realizado ciclando a exposição da unidade a essas condições por um número predeterminado de ciclos.Vida útil operacional em alta temperatura (HTOL)HTOL é usado para determinar a confiabilidade de um dispositivo em alta temperatura enquanto sob condições operacionais. O teste é geralmente executado por um longo período de tempo de acordo com o padrão JESD22-A108.Teste de Tensão Altamente Acelerada com Tendência de Temperatura e Umidade (BHAST)De acordo com o padrão JESD22-A110, THB e BHAST submetem um dispositivo a condições de alta temperatura e alta umidade enquanto sob um viés de tensão com o objetivo de acelerar a corrosão dentro do dispositivo. THB e BHAST atendem ao mesmo propósito, mas as condições e procedimentos de teste de BHAST permitem que a equipe de confiabilidade teste muito mais rápido do que THB.Autoclave/HAST imparcialAutoclave e HAST imparcial determinam a confiabilidade de um dispositivo sob condições de alta temperatura e alta umidade. Como THB e BHAST, é realizado para acelerar a corrosão. Ao contrário desses testes, no entanto, as unidades não são estressadas sob um viés.Armazenamento em alta temperaturaHTS (também chamado de Bake ou HTSL) serve para determinar a confiabilidade de longo prazo de um dispositivo sob altas temperaturas. Diferentemente de HTOL, o dispositivo não está sob condições operacionais durante o teste.Descarga eletrostática (ESD)Carga estática é uma carga elétrica desequilibrada em repouso. Normalmente, ela é criada por superfícies isolantes esfregando-se ou afastando-se; uma superfície ganha elétrons, enquanto a outra superfície perde elétrons. O resultado é uma condição elétrica desequilibrada conhecida como carga estática.Quando uma carga estática se move de uma superfície para outra, ela se torna uma descarga eletrostática (ESD) e se move entre as duas superfícies na forma de um raio em miniatura.Quando uma carga estática se move, ela se torna uma corrente que pode danificar ou destruir o óxido de comporta, camadas metálicas e junções.O JEDEC testa ESD de duas maneiras diferentes:1. Modo Corpo Humano (HBM)Um nível de estresse de componente desenvolvido para simular a ação de um corpo humano descarregando carga estática acumulada através de um dispositivo para o solo.2. Modelo de dispositivo carregado (CDM)Um estresse em nível de componente que simula eventos de carga e descarga que ocorrem em equipamentos e processos de produção, de acordo com a especificação JEDEC JESD22-C101.
Teste de módulo solarA energia solar é um tipo de energia renovável, refere-se à energia da radiação térmica do sol, o desempenho principal é frequentemente dito que os raios solares, no moderno geralmente usado para geração de energia ou para fornecer energia para aquecedores de água. No caso da diminuição dos combustíveis fósseis, a energia solar se tornou uma parte importante do uso de energia humana e continua a se desenvolver. O uso da energia solar tem duas formas de conversão fototérmica, a geração de energia solar é uma energia renovável emergente, então a indústria de pesquisa e aplicação de energia solar relacionada também acelerou o ritmo de desenvolvimento. No processo de pesquisa e produção do módulo solar, as especificações relevantes de teste de confiabilidade e teste ambiental foram formuladas para garantir que o módulo solar possa ser durável por mais de 20 a 30 anos e sua taxa de conversão de geração de energia quando usado em ambiente externo.Ilustração de teste HAST e PCT do módulo solarTeste de temperatura e umidade IEC61215-10-13:As condições de teste de temperatura e umidade são 85℃/85% UR, tempo: 1000 horas, para determinar a capacidade do módulo de resistir à penetração de umidade a longo prazo, por meio do teste de temperatura e umidade podem ser encontrados defeitos: delaminação da CÉLULA, EVA (delaminação, descoloração, geração de bolhas, atomização, escurecimento), escurecimento da linha de cordas, corrosão do TCO, corrosão da junta de solda, descoloração amarela de película fina, degomagem da caixa de junção... No entanto, de acordo com os resultados dos testes de usinas solares relevantes, 1000 horas não são suficientes, e a situação real conclui que o tempo de teste para permitir que o módulo encontre o problema precisa ser de pelo menos 3000 a 5000 horas. Método de teste do HAST [Teste de estresse de temperatura e umidade altamente acelerado]:HAST é a abreviação de Teste de Estresse de Temperatura e Umidade Altamente Acelerado em inglês. O método de teste de avaliação de resistência à umidade altamente acelerado é baseado nos parâmetros ambientais de temperatura e umidade. HAST e PCT [Teste de Panela de Pressão] são diferentes dos dois testes, HAST é chamado de teste insaturado, enquanto PCT é teste de umidade saturada, e a maior diferença do método geral de teste de avaliação de umidade é que ele está no campo de temperatura e umidade acima de 100℃, e está no teste de ambiente de vapor de água de alta densidade. O objetivo do HAST é acelerar o teste de intrusão de umidade na amostra para avaliação de resistência à umidade, aproveitando o fato de que a pressão do vapor de água no tanque de teste é muito maior do que a pressão parcial do vapor de água dentro da amostra. Especificações e condições de teste do JESD22-A118 [Resistência à umidade acelerada - imparcial] (teste imparcial HAST):É usado para avaliar a confiabilidade do dispositivo em ambiente úmido, ou seja, a penetração de temperatura severa, umidade e aumento da pressão do vapor de água através do material de proteção externo (material de encapsulamento ou vedação) ou ao longo da interface do material de proteção externo e condutor de metal, o mecanismo de falha é o mesmo do teste de vida útil de umidade em estado estacionário de alta temperatura e alta umidade [85℃/85% UR] (JESD22-A101-B). Neste processo de teste, nenhum viés é aplicado para garantir que o mecanismo de falha não seja coberto por viés, e este teste é usado para determinar o mecanismo de falha no pacote. A amostra está em um ambiente de umidade não condensada, apenas a temperatura é aumentada um pouco, e o mecanismo de falha é o mesmo do teste de vida útil de umidade em estado estacionário de alta temperatura e alta umidade [85℃/85% UR] sem viés. Deve-se notar que, uma vez que o vapor de água absorvido reduz a temperatura de transição vítrea da maioria dos materiais poliméricos, um modo de falha irreal pode ocorrer quando a temperatura é maior do que a temperatura de transição vítrea.85℃/85%/1000H(JESD22-A101)→110 ℃/85%/264H(JESD22-A110, A118)Especificações: JEDEC22-A110 (com polarização), JEDEC22-A118 (sem polarização)Condições comuns: 110℃/85%RH/264h Aplicável: PET, EVA, módulosMétodo de teste do PCT [Teste de Panela de Pressão]:Geralmente conhecido como teste de cozimento em panela de pressão ou teste de vapor saturado, o mais importante é testar o produto sob temperatura severa, umidade saturada (100% UR) [vapor de água saturado] e ambiente de pressão, testar a alta resistência à umidade do produto de teste, para materiais ou módulos de embalagem solar, usado para teste de absorção de umidade do material, cozimento em alta pressão... Para o propósito do teste, se o produto a ser testado for uma célula, ele é usado para testar a resistência à umidade da célula. O produto a ser testado é colocado em um ambiente de temperatura, umidade e pressão severo para teste. Se a embalagem não estiver bem embalada, a umidade penetrará na embalagem ao longo do colóide ou da interface entre o colóide e a estrutura de arame. Efeito pipoca, circuito aberto causado pela corrosão do fio de metal, curto-circuito causado pela contaminação entre os pinos da embalagem... E outros problemas relacionados, e o envelhecimento acelerado HAST não é o mesmo. Especificações e condições de teste do PCT JESD22-A102:Para avaliar a integridade de dispositivos embalados não herméticos contra vapor de água em um ambiente de vapor de água condensado ou saturado, a amostra é colocada em um ambiente condensado de alta umidade sob alta pressão para permitir que o vapor de água entre na embalagem, expondo fraquezas na embalagem, como delaminação e corrosão da camada de metalização. O teste é usado para avaliar a nova estrutura da embalagem ou a atualização do material e design no corpo da embalagem. Deve-se observar que alguns mecanismos de falha interna ou externa aparecerão no teste que não são consistentes com a situação real da aplicação. Como o vapor de água absorvido reduz a temperatura de transição vítrea da maioria dos materiais poliméricos, um modo de falha irreal pode ocorrer quando a temperatura for maior que a temperatura de transição vítrea. Condições de teste: 121℃/100%RH/80h(COVEME), 200h[toyalSolar]Aplicável: PET, EVA, módulosPanelas de pressão (PCTS) e equipamentos de teste de vida altamente acelerados (HAST):Atualmente, a maioria dos materiais e módulos solares pode suportar testes DHB (temperatura e umidade + polarização) de longo prazo sem falhas, a fim de melhorar a eficiência do teste e encurtar o tempo do teste, o método de teste de panela de pressão é usado. Os métodos de teste de panela de pressão são divididos principalmente em dois tipos: isto é, PCT e HAST, se os defeitos dos materiais de embalagem solar e módulos puderem ser encontrados por meio de testes HAST, e a degradação puder ser reduzida em 1%, o LCOE [Custo Nivelado de Eletricidade (valor real de saída de energia, custo de geração de energia por KWH)] será reduzido em 10%. O objetivo do teste PCT é aumentar o estresse ambiente (temperatura e umidade) e avaliar o efeito de vedação do módulo e a absorção de umidade do backplane expondo-o a uma pressão de vapor de umedecimento de mais de uma atmosfera.
Teste acelerado de fundição sob pressão em alta temperatura e alta umidadeA fundição sob pressão é um método de fundição de precisão, o princípio é fundir o melhor metal [zinco, estanho, chumbo, cobre, magnésio, alumínio]... Seis tipos de fusão de liga, com propriedades mecânicas rápidas de alta pressão no molde de metal, o uso do método de fundição de moldagem de solidificação rápida de baixa temperatura em molde de aço, a fundição sob pressão é uma peça de fundição sob pressão, pode ser fabricada em peças automotivas, peças de locomotivas, lâmpadas LED e luzes de rua LED, peças de eletrônicos de consumo, câmeras, telefones celulares, comunicações... Para confirmar se as peças fundidas sob pressão podem ser satisfeitas com o ambiente externo por um longo tempo e se haverá defeitos relacionados, testes relevantes precisam ser realizados por meio da máquina de teste de vida altamente acelerada HAST.Defeitos comuns em fundição sob pressão: isolamento frio, rachaduras, furosLista de especificações comuns para fundição sob pressão:ASTM B85: Norma para fundição de filme prensado de ligas de alumínioASTM B86: Ligas de zinco e zinco-alumínioASTM B176: Fundição sob pressão de liga de cobreASTM B894: Fundição sob pressão de liga de zinco-cobre-alumínioASTM E155: Radiografias de referência padrão para inspeção de peças fundidas de alumínio e magnésioASTM B94: Padrão de molde de liga de magnésioGB5680: fundição de aço com alto teor de manganêsGB9438: Fundição de liga de alumínioGB15114: Fundição sob pressão de liga de alumínioQC273: Especificações técnicas para peças fundidas sob pressão de liga de zinco e liga de cobre e alumínio automotivoYL-J021201: fundição sob pressão de placa de cobertura de liga de alumínio para refrigerador de máquinaItens de teste de fundição sob pressão: teste metalográfico, capacidade mecânica, teste de flexão, teste de dureza, teste de impacto, teste de tração, alta temperatura e alta umidade, composição química, inspeção sem danos (raio X, fluorescência), análise de elementos residuais, defeitos de superfície, tolerância dimensional, microestrutura, tolerância de peso, teste de estanqueidade ao arTeste de desempenho de fundição sob pressão - teste acelerado de alta temperatura e alta umidade:Condição PCT: 120℃/100%RHCondição HAST: 130℃/85%RHFalta comum após teste acelerado de fundição sob pressão em alta temperatura e alta umidade:Fundição sob pressão no processo de fabricação, se a limpeza não for verdadeira, resultando em agente de liberação residual, fluido de corte, fluido de saponificação na superfície... Tais substâncias corrosivas, ou outros poluentes, sob certas condições de temperatura e umidade, é fácil acelerar a oxidação ou mofo, a superfície do produto de teste de fundição sob pressão com uma camada de pó branco ou amarelo, preto são fenômenos de oxidação.
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