IPC 9701-A och IPC 9701-B standarder

IPC 9701-A och IPC 9701-B standarder

IPC 9701-standarden, utvecklad av Printed Circuits Institute (IPC), består av följande två delar:

IPC 9701-A och IPC 9701-B standarder

  • IPC 9701-A Prestandatestmetoder och kvalificeringskrav för ytmonterade lödfogar
  • IPC 9701-B Termisk cykeltestmetod för utmattningslivslängdskarakterisering av ytmonterade fästen

IPC 9701-A-standarden beskriver specifika testmetoder för att utvärdera prestanda och tillförlitlighet hos ytmonterade lödfogar i elektroniska sammansättningar. Denna standard specificerar också olika prestanda- och tillförlitlighetsnivåer för lödfogar på styva, flexibla och stela kretsstrukturer i ytmonterade enheter. Den ger också en grov metod för att korrelera resultaten från dessa prestandatester med tillförlitligheten hos lödfogar för miljöer och användningsförhållanden i elektroniska sammansättningar.

Målen med denna standard är att:

  • Ger förtroende för att design- och tillverknings-/monteringsprocesserna skapar en produkt som kan uppfylla de avsedda målen.
  • För att möjliggöra analytisk uppskattning av tillförlitlighet baserat på en allmän databas och teknisk förståelse.
  • Tillhandahåll standardiserade testmetoder och rapporteringsrutiner.

Denna standard bekräftar att ytmonterade enheter kan komma att ändras i prestandakrav beroende på slutanvändning. Även om prestandaklasser definieras i IPC 6011-standarden, den allmänna prestandaspecifikationen för kretskort, är dessa prestandaklassificeringar inte specifika vad gäller den erforderliga tillförlitligheten. Vid denna tidpunkt måste tillförlitlighetskraven fastställas genom överenskommelse mellan kund och leverantör.

För alla termer och definitioner som används här gäller IPC T-50-standarden om inget annat anges.

Den senaste uppdateringen av IPC 9701-A-standarden inkluderar bilaga B, som specificerar riktlinjer för krav på termisk cykling för blyfria lödfogar. Bilaga B ger ytterligare rekommendationer till de befintliga IPC 9701-kraven vid användning av blyfri lödningsprocessen.

Standarden IPC 9701-B beskriver en termisk cyklisk testmetod för att karakterisera utmattningslivslängden hos ytmonterade lödfogar i elektroniska sammansättningar. Ytmonterade enheter kan lödas fast på styva, flexibla eller styvt-flexibla kretskort. Karakteriseringsresultat kan användas för att förutsäga lödfogarnas livslängd i fält för de miljöer och användningsförhållanden som används för elektroniska sammansättningar.

Syftet med denna standard är att tillhandahålla en standardiserad metod för termisk cyklisk karakterisering och rapporteringsprocedur för ytmonterade lödfogar för användning vid studier av processer och parametrar samt vid analytisk förutsägelse av lödfogarnas tillförlitlighet.

För alla termer och definitioner som används här gäller IPC T-50-standarden om inget annat anges.

I den senaste uppdateringen av IPC 9701-B begränsades standardens omfattning för att bättre anpassas till den faktiska användningen av standarden inom branschen, med fokus på termisk cykling av lödfogar på kortnivå. Denna begränsning ligger utanför standardens omfattning. Detta har resulterat i att flera kommentarer, avsnitt och tabeller som inte helt gäller för det reviderade omfattningen har tagits bort. Standardens formuleringar har reviderats för ökad tydlighet, noggrannhet, konsekvens och förståelse. Även om det inte är fokus, kan andra fellägen och mekanismer detekteras med denna testmetod.

För att säkerställa tillförlitligheten hos lödanslutna ytmonterade elektroniska komponenter på kretskortet rekommenderas tillförlitlighetsdesignprocedurer (IPC D-279) och verifiering genom tillförlitlighetsstresstestning. Under drift kan ytmonterade lödfogar utsättas för olika belastningsförhållanden som kan leda till förtida fel. Det viktigaste antagandet är att lödfogarna är ordentligt fuktade och att en god metallurgisk bindning bildas mellan lödningen och komponentens och kretskortets basmetall.

På grund av lödmetallens tidsberoende kryp- och spänningsrelaxationsegenskaper är utmattningsskador och utmattningslivslängd vid accelererad testning i allmänhet inte likvärdiga med de vid operativ användning, men med hjälp av lämpliga accelerationsfaktorer kan produkttillförlitlighetsuppskattningar härledas från accelererade testresultat. Tillförlitligheten hos en ytmonterad enhet monterad på ett kretskort är en funktion av lödfogens integritet och interaktioner mellan enhet och kort. Den termomekaniska belastningen på kapslingen som appliceras av kretskortet genom lödförbindningar kan orsaka fel i andra delar av kapslingen.

Kort sagt är IPC 9701-standarderna kritiska standarder som beskriver prestandatestmetoder och kvalificeringskrav för lödfogar för ytmontering. Dessa standarder spelar en viktig roll för att säkerställa tillförlitlighet och hållbarhet hos elektroniska enheter, särskilt i högpresterande och verksamhetskritiska applikationer som flyg-, fordons- och telekommunikationsindustrin.

I takt med att elektroniken fortsätter att utvecklas mot mindre, kraftfullare och mer tätt kapslade komponenter blir den mekaniska och termiska tillförlitligheten hos lödfogar allt viktigare. Fel i lödfogar kan få katastrofala konsekvenser i miljöer med hög tillförlitlighet.

I huvudsak utvecklades IPC 9701-standarderna för följande syften:

  • Att standardisera mekaniska testmetoder för lödfogar.
  • Att utvärdera tillförlitligheten hos ytmonterade lödfogar under olika belastningsförhållanden.
  • Stödja kvalificering av nya material, processer och förpackningstyper.

Dessa standarder behandlar specifikt ytmonterade lödfogar för:

  • Aggregerade grid array-paket
  • Chip-skala paket
  • Platta förpackningar med fyra
  • Andra komponenter i ytmonteringstekniken

Dessa standarder används ofta under produktutveckling, processvalidering och kvalificering av nya lödmaterial eller förpackningsdesigner.

Dessa standarder inkluderar detaljerade metoder för:

  • Termiska cykliska tester: Simulerar termisk spänning över tid för att utvärdera utmattningstid. Typiska testförhållanden inkluderar temperaturintervall som -40 °C till +125 °C eller -55 °C till +125 °C. Utvärderar antalet cykler till brott för lödfogar.
  • Mekanisk stöt- och vibrationstestning: Testar lödfogarnas mekaniska integritet. Utvärderar fellägen under höga G-krafter eller ihållande vibrationer.
  • Kedjekopplad och kontinuitetsövervakning: Använder kedjekopplade testkort för resistansmätning i realtid under testning. Hjälper till att upptäcka intermittenta fel och övervaka anslutningsintegriteten.
  • Felanalystekniker: Dessa metoder hjälper till att identifiera grundorsakerna till lödfogfel:
    • den fraktografi
    • Färg och borttagning
    • Tvärsnittsmätning

Fördelarna med att uppfylla IPC 9701-standarderna inkluderar:

  • Förbättrad tillförlitlighet: Säkerställer att lödfogar uppfyller långsiktiga mekaniska och termiska prestandastandarder.
  • Riskreducering: Minskar andelen fel i kritiska system.
  • Förbättrad produktkvalitet: Främjar konsekventa testprocedurer och kvalificeringskriterier.
  • Jämförelse av lödmetaller: Ger en grund för att jämföra nya material, paket och lödlegeringar.

IPC 9701 används av:

  • Elektroniktillverkare
  • Tillverkare av originalutrustning och leverantörer av högsta kvalitet
  • Kvalitets- och tillförlitlighetsingenjörer
  • Material- och processutvecklare
  • Kontraktstillverkare

Kort sagt, alla organisationer som är involverade i design, montering och kvalificering av elektronisk utrustning förlitar sig på IPC 9701-standarder som en del av sitt ramverk för tillförlitlighetsbedömning.

Genom att simulera verkliga förhållanden hjälper IPC 9701-standarderna ingenjörer att säkerställa produkttillförlitlighet och förhindra fel i fält. I takt med att elektroniska enheter fortsätter att tänja på prestandagränserna och blir alltmer miniatyriserade, blir efterlevnaden av sådana standarder allt viktigare för att leverera säkra, tillförlitliga och robusta elektroniska produkter.

Vår organisation, som i åratal har stöttat företag inom alla sektorer genom ett brett utbud av test-, mät-, analys- och utvärderingsaktiviteter, har ett starkt team av medarbetare som noggrant följer den globala utvecklingen inom vetenskap och teknik och ständigt förbättrar sig. I detta sammanhang tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med standarderna IPC 9701-A och IPC 9701-B.

WhatsApp