Стандарти IPC 9701-A и IPC 9701-B

Стандарти IPC 9701-A и IPC 9701-B

Стандартът IPC 9701, разработен от Института за печатни платки (IPC), се състои от следните две части:

Стандарти IPC 9701-A и IPC 9701-B

  • IPC 9701-A Методи за изпитване на производителността и изисквания за квалификация на повърхностно монтирани спояващи съединения
  • IPC 9701-B Метод за изпитване на термичен цикъл за характеризиране на умората на повърхностно монтирани приспособления

Стандартът IPC 9701-A описва специфични методи за изпитване за оценка на производителността и надеждността на споени съединения за повърхностен монтаж в електронни сглобки. Този стандарт също така определя различни нива на производителност и надеждност за споени съединения върху твърди, гъвкави и коригирани схеми на устройства за повърхностен монтаж. Той също така предоставя приблизителен метод за съпоставяне на резултатите от тези тестове за производителност с надеждността на споените съединения за околната среда и условията на употреба в електронни сглобки.

Целите на този стандарт са:

  • Осигуряване на увереност, че процесите на проектиране и производство/сглобяване създават продукт, който може да постигне поставените цели.
  • Да се ​​позволи аналитична оценка на надеждността въз основа на обща база данни и техническо разбиране.
  • Осигурете стандартни методи за тестване и процедури за докладване.

Този стандарт признава, че повърхностно монтираните сглобки ще бъдат обект на промени в изискванията за производителност в зависимост от крайната употреба. Въпреки че класовете на производителност са дефинирани в стандарта IPC 6011, общата спецификация за производителност на печатни платки, тези класификации на производителността не са специфични по отношение на необходимата надеждност. На този етап изискванията за надеждност трябва да се определят по споразумение между клиента и доставчика.

За всички термини и определения, използвани тук, се прилага стандартът IPC T-50, освен ако не е посочено друго.

Последната актуализация на стандарта IPC 9701-A включва Приложение Б, което определя насоки за изискванията за термично циклиране за безоловни спойки. Приложение Б предоставя допълнителни препоръки към съществуващите изисквания на IPC 9701 при използване на безоловен процес на запояване.

Стандартът IPC 9701-B описва метод за термично циклично изпитване за характеризиране на умората на споени съединения за повърхностен монтаж в електронни сглобки. Устройствата за повърхностен монтаж могат да бъдат запоени към твърди, гъвкави или твърдо-гъвкави печатни платки. Резултатите от характеризирането могат да се използват за прогнозиране на експлоатационния живот на споените съединения за различните среди и условия на употреба на електронни сглобки.

Целта на този стандарт е да предостави стандартизиран метод за характеризиране на термични цикли и процедура за докладване на повърхностно монтирани споячни съединения, за използване при изучаване на процеси и параметри и при аналитично прогнозиране на надеждността на споячните съединения.

За всички термини и определения, използвани тук, се прилага стандартът IPC T-50, освен ако не е посочено друго.

В последната актуализация на IPC 9701-B, обхватът на този стандарт беше стеснен, за да се съобрази по-добре с действителното му използване в индустрията, като се фокусира върху характеризирането на термични цикли на споени съединения на ниво платка. Това условие е извън обхвата на този стандарт. Това доведе до заличаването на няколко коментара, раздели и таблици, които не се отнасят напълно за ревизирания обхват. Формулировката на този стандарт е преработена за по-голяма яснота, точност, последователност и разбираемост. Въпреки че не е във фокуса, други режими и механизми на повреда могат да бъдат открити с помощта на този метод на изпитване.

За да се гарантира надеждността на споечно закрепените повърхностно монтирани електронни компоненти към печатната платка, се препоръчват процедури за проектиране на надеждност (IPC D-279) и проверка чрез тестове за устойчивост на надеждност. В експлоатация повърхностно монтираните споени съединения могат да бъдат подложени на различни условия на натоварване, които могат да доведат до преждевременна повреда. Ключовото предположение е, че споените съединения са правилно омокрени и че е образувана добра металургична връзка между спойката и основния метал на компонента и печатната платка.

Поради свойствата на спойката, зависещи от времето, за пълзене и релаксация на напрежението, повредите от умора и експлоатационният живот при ускорени тестове обикновено не са еквивалентни на тези при оперативна употреба, но с използването на подходящи коефициенти на ускорение, оценките за надеждност на продукта могат да бъдат получени от резултатите от ускорените тестове. Надеждността на устройство за повърхностен монтаж, монтирано върху печатна платка, е функция на целостта на спойката и взаимодействията между устройството и платката. Термомеханичното натоварване върху корпуса, приложено от печатната платка чрез спойкови връзки, може да причини повреда в други области на корпуса.

Накратко, стандартите IPC 9701 са критични стандарти, които очертават методите за изпитване на производителността и изискванията за квалификация на споячни съединения, използвани с технология за повърхностен монтаж. Тези стандарти играят жизненоважна роля за осигуряване на надеждността и дълготрайността на електронните сглобки, особено във високопроизводителни и критични приложения като аерокосмическа, автомобилна и телекомуникационна промишленост.

Тъй като електрониката продължава да се развива към по-малки, по-мощни и по-плътно опаковани компоненти, механичната и термичната надеждност на споените съединения става все по-важна. Появите на повреди в споените съединения могат да имат катастрофални последици в среди с висока надеждност.

По същество, стандартите IPC 9701 са разработени за следните цели:

  • Да се ​​стандартизират методите за механично изпитване на споячни съединения.
  • Да се ​​оцени надеждността на повърхностно монтирани споени съединения при различни условия на напрежение.
  • Подпомагане на квалификацията на нови материали, процеси и видове опаковки.

Тези стандарти се отнасят специално до повърхностно монтирани спояващи съединения за:

  • Пакети за агрегирани мрежови масиви
  • Корпуси с мащаб на чип
  • Плоски пакети от по четири
  • Други компоненти за повърхностен монтаж

Тези стандарти се използват широко по време на разработването на продукти, валидирането на процеси и квалификацията на нови спояващи материали или дизайни на корпуси.

Тези стандарти включват подробни методологии за:

  • Термоциклични тестове: Симулирайте термично напрежение във времето, за да оцените дълготрайността на умора. Типичните условия на тестване включват температурни диапазони като -40°C до +125°C или -55°C до +125°C. Оценява броя на циклите до разрушаване на спойките.
  • Изпитване за механичен удар и вибрации: Тества механичната цялост на спойките. Оценява режимите на повреда при високи G-сили или продължителни вибрации.
  • Мониторинг на верижно свързване и непрекъснатост: Използва верижно свързани тестови карти за измерване на съпротивлението в реално време по време на тестване. Помага за откриване на периодични повреди и наблюдение на целостта на връзката.
  • Техники за анализ на повреди: Тези методи помагат за идентифициране на основните причини за повреда на спойката:
    • на fractography
    • Боядисване и отстраняване
    • Измерване на напречно сечение

Ползите от съответствието със стандартите IPC 9701 включват:

  • Повишена надеждност: Гарантира, че споените съединения отговарят на дългосрочните стандарти за механични и термични характеристики.
  • Намаляване на риска: Намалява процента на повреди в критични системи.
  • Подобрено качество на продукта: Насърчава последователни процедури за тестване и критерии за квалификация.
  • Сравнителен анализ: Осигурява основа за сравняване на нови материали, корпуси и спояващи сплави.

IPC 9701 се използва от:

  • Производители на електроника
  • Производители на оригинално оборудване и доставчици от първо ниво
  • Инженери по качество и надеждност
  • Разработчици на материали и процеси
  • Производители по договор

Накратко, всички организации, участващи в проектирането, сглобяването и квалификацията на електронно оборудване, разчитат на стандартите IPC 9701 като част от своята рамка за оценка на надеждността.

Чрез симулиране на реални условия, стандартите IPC 9701 помагат на инженерите да гарантират надеждността на продуктите и да предотвратят повреди на място. Тъй като електронните устройства продължават да разширяват границите на производителността и стават все по-миниатюризирани, спазването на тези стандарти става все по-важно за предоставянето на безопасни, надеждни и здрави електронни продукти.

Нашата организация, която от години подкрепя бизнеса във всички сектори чрез широк спектър от дейности по тестване, измерване, анализ и оценка, разполага със силен екип от служители, които следят отблизо световните развития в науката и технологиите и непрекъснато се усъвършенстват. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартите IPC 9701-A и IPC 9701-B.

WhatsApp