استانداردهای IPC 9701-A و IPC 9701-B

استانداردهای IPC 9701-A و IPC 9701-B

استاندارد IPC 9701 که توسط موسسه مدارهای چاپی (IPC) تدوین شده است، از دو بخش زیر تشکیل شده است:

استانداردهای IPC 9701-A و IPC 9701-B

  • IPC 9701-A روش‌های تست عملکرد و الزامات صلاحیت برای اتصالات لحیم‌کاری سطحی
  • IPC 9701-B روش آزمون چرخه حرارتی برای توصیف عمر خستگی اتصالات نصب سطحی

استاندارد IPC 9701-A روش‌های آزمون خاصی را برای ارزیابی عملکرد و قابلیت اطمینان اتصالات لحیم‌کاری سطحی در مجموعه‌های الکترونیکی شرح می‌دهد. این استاندارد همچنین سطوح مختلف عملکرد و قابلیت اطمینان را برای اتصالات لحیم‌کاری روی ساختارهای مداری صلب، انعطاف‌پذیر و صلب دستگاه‌های نصب سطحی مشخص می‌کند. همچنین روشی تقریبی برای مرتبط کردن نتایج این آزمون‌های عملکرد با قابلیت اطمینان اتصالات لحیم‌کاری برای محیط‌ها و شرایط استفاده در مجموعه‌های الکترونیکی ارائه می‌دهد.

اهداف این استاندارد عبارتند از:

  • ایجاد اطمینان از اینکه فرآیندهای طراحی و تولید/مونتاژ، محصولی را ایجاد می‌کنند که می‌تواند اهداف مورد نظر را برآورده کند.
  • برای فراهم کردن امکان تخمین تحلیلی قابلیت اطمینان بر اساس یک پایگاه داده عمومی و درک فنی.
  • روش‌های استاندارد آزمایش و رویه‌های گزارش‌دهی را ارائه دهید.

این استاندارد اذعان می‌کند که مجموعه‌های نصب سطحی بسته به کاربرد نهایی، در الزامات عملکرد، دستخوش تغییر خواهند شد. در حالی که کلاس‌های عملکرد در استاندارد IPC 6011، مشخصات عملکرد کلی برای بردهای چاپی، تعریف شده‌اند، این طبقه‌بندی‌های عملکرد، در مورد قابلیت اطمینان مورد نیاز، خاص نیستند. در این مرحله، الزامات قابلیت اطمینان باید با توافق بین مشتری و تأمین‌کننده تعیین شود.

برای تمام اصطلاحات و تعاریف استفاده شده در اینجا، استاندارد IPC T-50 اعمال می‌شود، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

آخرین به‌روزرسانی استاندارد IPC 9701-A شامل پیوست B است که دستورالعمل‌هایی را برای الزامات چرخه حرارتی برای اتصالات لحیم بدون سرب مشخص می‌کند. پیوست B توصیه‌های بیشتری را در مورد الزامات موجود IPC 9701 هنگام استفاده از فرآیند لحیم‌کاری بدون سرب ارائه می‌دهد.

استاندارد IPC 9701-B یک روش آزمون چرخه حرارتی را برای توصیف عمر خستگی اتصالات لحیم کاری سطحی در مجموعه‌های الکترونیکی توصیف می‌کند. دستگاه‌های نصب سطحی را می‌توان به بردهای مدار چاپی صلب، انعطاف‌پذیر یا صلب-انعطاف‌پذیر لحیم کرد. نتایج مشخصه‌یابی را می‌توان برای پیش‌بینی عمر میدانی اتصالات لحیم کاری برای محیط‌ها و شرایط استفاده از مجموعه‌های الکترونیکی استفاده کرد.

هدف از این استاندارد، ارائه یک روش استاندارد برای توصیف چرخه حرارتی و رویه گزارش‌دهی برای اتصالات لحیم نصب سطحی است تا در مطالعه فرآیندها و پارامترها و در پیش‌بینی تحلیلی قابلیت اطمینان اتصال لحیم مورد استفاده قرار گیرد.

برای تمام اصطلاحات و تعاریف استفاده شده در اینجا، استاندارد IPC T-50 اعمال می‌شود، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

در آخرین به‌روزرسانی IPC 9701-B، دامنه این استاندارد برای هماهنگی بهتر با استفاده واقعی صنعت از این استاندارد، با تمرکز بر توصیف چرخه حرارتی اتصال لحیم در سطح برد، محدودتر شد. این صلاحیت فراتر از دامنه این استاندارد است. این امر منجر به حذف چندین نظر، بخش و جدول شده است که به طور کامل در دامنه اصلاح‌شده اعمال نمی‌شوند. متن این استاندارد برای وضوح، دقت، ثبات و قابلیت فهم بیشتر، اصلاح شده است. اگرچه تمرکز اصلی نیست، اما می‌توان با استفاده از این روش آزمون، حالت‌ها و مکانیسم‌های خرابی دیگری را نیز شناسایی کرد.

برای اطمینان از قابلیت اطمینان قطعات الکترونیکی نصب سطحی لحیم‌کاری شده به برد مدار چاپی، رویه‌های طراحی قابلیت اطمینان (IPC D-279) و تأیید از طریق آزمایش تنش قابلیت اطمینان توصیه می‌شود. در حین کار، اتصالات لحیم نصب سطحی می‌توانند در معرض شرایط بارگذاری مختلفی قرار گیرند که می‌تواند منجر به خرابی زودرس شود. فرض کلیدی این است که اتصالات لحیم به درستی خیس شده‌اند و پیوند متالورژیکی خوبی بین لحیم و فلز پایه قطعه و برد مدار چاپی تشکیل شده است.

با توجه به خواص خزش و رهایش تنش وابسته به زمان لحیم، آسیب خستگی و عمر خستگی در آزمایش شتاب‌یافته معمولاً معادل موارد استفاده عملیاتی نیست، اما با استفاده از ضرایب شتاب‌دهی مناسب، می‌توان تخمین‌های قابلیت اطمینان محصول را از نتایج آزمایش شتاب‌یافته به دست آورد. قابلیت اطمینان یک دستگاه نصب سطحی که روی برد مدار چاپی نصب شده است، تابعی از یکپارچگی اتصال لحیم و تعاملات دستگاه/برد است. بار ترمومکانیکی روی بسته‌بندی که توسط برد مدار چاپی از طریق اتصالات لحیم اعمال می‌شود، می‌تواند باعث خرابی در سایر نواحی بسته‌بندی شود.

به طور خلاصه، استانداردهای IPC 9701 استانداردهای حیاتی هستند که روش‌های تست عملکرد و الزامات صلاحیت برای اتصالات لحیم‌کاری با فناوری نصب سطحی را تشریح می‌کنند. این استانداردها نقش حیاتی در تضمین قابلیت اطمینان و دوام مجموعه‌های الکترونیکی، به ویژه در کاربردهای با کارایی بالا و حیاتی مانند هوافضا، خودرو و مخابرات، ایفا می‌کنند.

با پیشرفت الکترونیک به سمت اجزای کوچک‌تر، قدرتمندتر و متراکم‌تر، قابلیت اطمینان مکانیکی و حرارتی اتصالات لحیم‌کاری اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند. خرابی در اتصالات لحیم‌کاری می‌تواند عواقب فاجعه‌باری در محیط‌های با قابلیت اطمینان بالا داشته باشد.

اساساً، استانداردهای IPC 9701 برای اهداف زیر تدوین شده‌اند:

  • استانداردسازی روش‌های آزمایش مکانیکی برای اتصالات لحیم‌کاری.
  • ارزیابی قابلیت اطمینان اتصالات لحیم کاری سطحی تحت شرایط تنش مختلف.
  • پشتیبانی از ارزیابی کیفی مواد، فرآیندها و انواع بسته‌بندی‌های جدید.

این استانداردها به طور خاص اتصالات لحیم کاری نصب سطحی را برای موارد زیر مورد توجه قرار می‌دهند:

  • بسته‌های آرایه شبکه‌ای تجمیع‌شده
  • بسته‌های مقیاس تراشه
  • بسته‌های تخت چهار عددی
  • سایر قطعات با فناوری نصب سطحی

این استانداردها به طور گسترده در طول توسعه محصول، اعتبارسنجی فرآیند و تأیید صلاحیت مواد لحیم جدید یا طرح‌های بسته‌بندی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این استانداردها شامل روش‌های دقیقی برای موارد زیر هستند:

  • آزمایش‌های چرخه حرارتی: شبیه‌سازی تنش حرارتی در طول زمان برای ارزیابی عمر خستگی. شرایط آزمایش معمول شامل محدوده‌های دمایی مانند -40°C تا +125°C یا -55°C تا +125°C است. تعداد چرخه‌ها تا شکست اتصالات لحیم را ارزیابی می‌کند.
  • آزمایش شوک و ارتعاش مکانیکی: سلامت مکانیکی اتصالات لحیم را آزمایش می‌کند. حالت‌های شکست را تحت نیروهای G بالا یا ارتعاش پایدار ارزیابی می‌کند.
  • نظارت زنجیره‌ای و پیوستگی: از کارت‌های تست زنجیره‌ای برای اندازه‌گیری مقاومت در زمان واقعی در طول آزمایش استفاده می‌کند. به تشخیص خطاهای متناوب و نظارت بر یکپارچگی اتصال کمک می‌کند.
  • تکنیک‌های تحلیل خطا: این روش‌ها به شناسایی علل ریشه‌ای خرابی اتصالات لحیم کمک می‌کنند:
    • fractography
    • رنگ‌آمیزی و حذف
    • اندازه‌گیری سطح مقطع

مزایای انطباق با استانداردهای IPC 9701 عبارتند از:

  • قابلیت اطمینان بیشتر: تضمین می‌کند که اتصالات لحیم‌کاری، استانداردهای عملکرد مکانیکی و حرارتی بلندمدت را برآورده می‌کنند.
  • کاهش ریسک: نرخ خرابی میدانی در سیستم‌های حیاتی را کاهش می‌دهد.
  • کیفیت محصول بهبود یافته: رویه‌های آزمایش و معیارهای صلاحیت ثابت را ارتقا می‌دهد.
  • معیارسنجی: مبنایی برای مقایسه مواد، بسته‌ها و آلیاژهای لحیم جدید فراهم می‌کند.

IPC 9701 توسط موارد زیر استفاده می‌شود:

  • تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی
  • تولیدکنندگان تجهیزات اصلی و تأمین‌کنندگان رده ۱
  • مهندسان کیفیت و قابلیت اطمینان
  • توسعه‌دهندگان مواد و فرآیند
  • تولیدکنندگان قراردادی

به طور خلاصه، تمام سازمان‌های درگیر در طراحی، مونتاژ و تأیید صلاحیت تجهیزات الکترونیکی، به عنوان بخشی از چارچوب ارزیابی قابلیت اطمینان خود، به استانداردهای IPC 9701 متکی هستند.

استانداردهای IPC 9701 با شبیه‌سازی شرایط دنیای واقعی، به مهندسان کمک می‌کنند تا از قابلیت اطمینان محصول اطمینان حاصل کرده و از خرابی‌های میدانی جلوگیری کنند. از آنجایی که دستگاه‌های الکترونیکی همچنان مرزهای عملکرد را جابجا می‌کنند و به طور فزاینده‌ای کوچک می‌شوند، رعایت چنین استانداردهایی در ارائه محصولات الکترونیکی ایمن، قابل اعتماد و قوی اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.

سازمان ما که سال‌هاست از طریق طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استانداردهای IPC 9701-A و IPC 9701-B ارائه می‌دهیم.

واتساپ