Standar IPC 9701-A dan IPC 9701-B

Standar IPC 9701, yang dikembangkan oleh Printed Circuits Institute (IPC), terdiri dari dua bagian berikut:

• IPC 9701-A Metode uji kinerja dan persyaratan kualifikasi untuk sambungan solder pemasangan permukaan
• IPC 9701-B Metode uji siklus termal untuk karakterisasi umur lelah attachment pemasangan permukaan

Standar IPC 9701-A menjelaskan metode uji spesifik untuk mengevaluasi kinerja dan keandalan sambungan solder permukaan pada rakitan elektronik. Standar ini juga menetapkan berbagai tingkat kinerja dan keandalan untuk sambungan solder pada struktur sirkuit kaku, fleksibel, dan rigid pada perangkat permukaan. Standar ini juga menyediakan metode kasar untuk mengkorelasikan hasil uji kinerja ini dengan keandalan sambungan solder untuk lingkungan dan kondisi penggunaan dalam rakitan elektronik.

Tujuan dari standar ini adalah untuk:

• Memberikan keyakinan bahwa proses desain dan manufaktur/perakitan menciptakan produk yang dapat memenuhi tujuan yang diinginkan.
• Untuk memungkinkan estimasi analitis keandalan berdasarkan basis data umum dan pemahaman teknis.
• Menyediakan metode pengujian standar dan prosedur pelaporan.

Standar ini mengakui bahwa rakitan pemasangan permukaan akan mengalami perubahan persyaratan kinerja tergantung pada penggunaan akhir. Meskipun kelas kinerja didefinisikan dalam standar IPC 6011, spesifikasi kinerja umum untuk papan cetak, klasifikasi kinerja ini tidak spesifik terkait keandalan yang dipersyaratkan. Pada tahap ini, persyaratan keandalan harus ditentukan berdasarkan kesepakatan antara pelanggan dan pemasok.

Untuk semua istilah dan definisi yang digunakan di sini, standar IPC T-50 berlaku kecuali dinyatakan lain.

Pembaruan terbaru standar IPC 9701-A mencakup Lampiran B, yang menetapkan pedoman persyaratan siklus termal untuk sambungan solder bebas timbal. Lampiran B memberikan rekomendasi tambahan untuk persyaratan IPC 9701 yang ada saat menggunakan proses penyolderan bebas timbal.

Standar IPC 9701-B menjelaskan metode uji siklus termal untuk mengkarakterisasi umur lelah sambungan solder permukaan pada rakitan elektronik. Perangkat permukaan dapat disolder ke papan sirkuit cetak kaku, fleksibel, atau kaku-fleksibel. Hasil karakterisasi dapat digunakan untuk memprediksi umur lelah sambungan solder untuk lingkungan dan kondisi penggunaan rakitan elektronik.

Tujuan dari standar ini adalah untuk menyediakan metode karakterisasi siklus termal standar dan prosedur pelaporan untuk sambungan solder pemasangan permukaan untuk digunakan dalam studi proses dan parameter dan dalam prediksi analitis keandalan sambungan solder.

Untuk semua istilah dan definisi yang digunakan di sini, standar IPC T-50 berlaku kecuali dinyatakan lain.

Dalam pembaruan terbaru IPC 9701-B, cakupan standar ini telah dipersempit agar lebih selaras dengan penggunaan standar di industri, dengan fokus pada karakterisasi siklus termal sambungan solder tingkat papan. Kualifikasi ini berada di luar cakupan standar ini. Hal ini mengakibatkan penghapusan beberapa komentar, bagian, dan tabel yang tidak sepenuhnya sesuai dengan cakupan yang direvisi. Kata-kata dalam standar ini telah direvisi untuk meningkatkan kejelasan, akurasi, konsistensi, dan pemahaman. Meskipun bukan fokus utama, mode dan mekanisme kegagalan lainnya dapat dideteksi menggunakan metode uji ini.

Untuk memastikan keandalan komponen elektronik permukaan yang disolder pada papan sirkuit cetak, prosedur desain keandalan (IPC D-279) dan verifikasi melalui uji tegangan keandalan direkomendasikan. Dalam pengoperasiannya, sambungan solder permukaan dapat mengalami berbagai kondisi pembebanan yang dapat menyebabkan kegagalan dini. Asumsi utamanya adalah bahwa sambungan solder terbasahi dengan baik dan ikatan metalurgi yang baik terbentuk antara solder dan logam dasar komponen serta papan sirkuit cetak.

Karena sifat creep dan relaksasi tegangan solder yang bergantung pada waktu, kerusakan fatik dan umur fatik dalam pengujian yang dipercepat umumnya tidak setara dengan yang digunakan dalam operasional. Namun, dengan penggunaan faktor percepatan yang tepat, estimasi keandalan produk dapat diperoleh dari hasil pengujian yang dipercepat. Keandalan perangkat pemasangan permukaan yang terpasang pada papan sirkuit merupakan fungsi dari integritas sambungan solder dan interaksi perangkat/papan. Beban termomekanis pada kemasan yang diberikan oleh papan sirkuit cetak melalui interkoneksi solder dapat menyebabkan kegagalan di area lain dari kemasan.

Singkatnya, standar IPC 9701 merupakan standar penting yang menguraikan metode uji kinerja dan persyaratan kualifikasi untuk sambungan solder teknologi pemasangan permukaan. Standar-standar ini memainkan peran penting dalam memastikan keandalan dan daya tahan rakitan elektronik, terutama dalam aplikasi berkinerja tinggi dan penting seperti dirgantara, otomotif, dan telekomunikasi.

Seiring perkembangan elektronik menuju komponen yang lebih kecil, lebih bertenaga, dan lebih padat, keandalan mekanis dan termal sambungan solder menjadi semakin penting. Kegagalan pada sambungan solder dapat berakibat fatal dalam lingkungan dengan keandalan tinggi.

Pada dasarnya, standar IPC 9701 dikembangkan untuk tujuan berikut:

• Untuk menstandardisasi metode uji mekanis pada sambungan solder.
• Untuk mengevaluasi keandalan sambungan solder pemasangan permukaan pada berbagai kondisi tekanan.
• Mendukung kualifikasi material, proses, dan jenis kemasan baru.

Standar ini secara khusus membahas sambungan solder pemasangan permukaan untuk:

• Paket array grid agregat
• Paket skala chip
• Paket datar berisi empat
• Komponen teknologi pemasangan permukaan lainnya

Standar ini digunakan secara luas selama pengembangan produk, validasi proses, dan kualifikasi bahan solder baru atau desain kemasan.

Standar-standar ini mencakup metodologi terperinci untuk:

• Uji siklus termal: Simulasikan tegangan termal dari waktu ke waktu untuk mengevaluasi umur lelah. Kondisi uji yang umum mencakup rentang suhu seperti -40°C hingga +125°C atau -55°C hingga +125°C. Mengevaluasi jumlah siklus hingga kegagalan sambungan solder.
• Pengujian guncangan dan getaran mekanis: Menguji integritas mekanis sambungan solder. Mengevaluasi mode kegagalan pada kondisi gaya-G tinggi atau getaran berkelanjutan.
• Pemantauan kontinuitas dan daisy-chain: Menggunakan kartu uji daisy-chain untuk pengukuran resistansi secara real-time selama pengujian. Membantu mendeteksi gangguan intermiten dan memantau integritas koneksi.
• Teknik analisis kesalahan: Metode ini membantu mengidentifikasi akar penyebab kegagalan sambungan solder:
  • SEM yang
  • Cat dan penghapusan
  • Pengukuran penampang

Manfaat kepatuhan standar IPC 9701 meliputi:

• Keandalan yang ditingkatkan: Memastikan sambungan solder memenuhi standar kinerja mekanis dan termal jangka panjang.
• Pengurangan risiko: Mengurangi tingkat kegagalan lapangan pada sistem kritis.
• Peningkatan kualitas produk: Mempromosikan prosedur pengujian dan kriteria kualifikasi yang konsisten.
• Pembandingan: Menyediakan dasar untuk membandingkan material, paket, dan paduan solder baru.

IPC 9701 digunakan oleh:

• Produsen elektronik
• Produsen peralatan asli dan pemasok tingkat 1
• Insinyur kualitas dan keandalan
• Pengembang material dan proses
• Produsen kontrak

Singkatnya, semua organisasi yang terlibat dalam desain, perakitan, dan kualifikasi peralatan elektronik mengandalkan standar IPC 9701 sebagai bagian dari kerangka penilaian keandalan mereka.

Dengan mensimulasikan kondisi dunia nyata, standar IPC 9701 membantu para insinyur memastikan keandalan produk dan mencegah kegagalan di lapangan. Seiring perangkat elektronik terus melampaui batas kinerja dan semakin terminiaturisasi, kepatuhan terhadap standar tersebut menjadi semakin penting dalam menghasilkan produk elektronik yang aman, andal, dan tangguh.

Organisasi kami, yang telah mendukung berbagai bisnis di berbagai sektor selama bertahun-tahun melalui beragam kegiatan pengujian, pengukuran, analisis, dan evaluasi, memiliki tim karyawan yang tangguh yang senantiasa mengikuti perkembangan global di bidang sains dan teknologi serta terus meningkatkan diri. Dalam konteks ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar IPC 9701-A dan IPC 9701-B.