มาตรฐาน IPC 9701-A และ IPC 9701-B

มาตรฐาน IPC 9701-A และ IPC 9701-B

มาตรฐาน IPC 9701 ที่พัฒนาโดย Printed Circuits Institute (IPC) ประกอบด้วยสองส่วนดังต่อไปนี้:

มาตรฐาน IPC 9701-A และ IPC 9701-B

  • IPC 9701-A วิธีการทดสอบประสิทธิภาพและข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับข้อต่อบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิว
  • IPC 9701-B วิธีทดสอบวงจรความร้อนสำหรับการระบุอายุความล้าของอุปกรณ์ติดตั้งบนพื้นผิว

มาตรฐาน IPC 9701-A อธิบายวิธีการทดสอบเฉพาะสำหรับการประเมินประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของจุดบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิวในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ มาตรฐานนี้ยังระบุระดับประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่แตกต่างกันสำหรับจุดบัดกรีบนโครงสร้างวงจรแบบแข็ง แบบยืดหยุ่น และแบบแข็งของอุปกรณ์ติดตั้งบนพื้นผิว นอกจากนี้ยังให้วิธีการคร่าวๆ สำหรับการเชื่อมโยงผลลัพธ์จากการทดสอบประสิทธิภาพเหล่านี้กับความน่าเชื่อถือของจุดบัดกรีสำหรับสภาพแวดล้อมและเงื่อนไขการใช้งานในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

มาตรฐานนี้มีวัตถุประสงค์ดังนี้:

  • สร้างความมั่นใจว่ากระบวนการออกแบบและการผลิต/ประกอบจะสร้างผลิตภัณฑ์ที่สามารถตอบสนองวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ได้
  • เพื่อให้สามารถประเมินความน่าเชื่อถือโดยวิเคราะห์จากฐานข้อมูลทั่วไปและความเข้าใจทางเทคนิค
  • จัดให้มีวิธีการทดสอบและขั้นตอนการรายงานมาตรฐาน

มาตรฐานนี้ยอมรับว่าชุดประกอบแบบติดตั้งบนพื้นผิวอาจมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับการใช้งานขั้นสุดท้าย แม้ว่ามาตรฐาน IPC 6011 ซึ่งเป็นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทั่วไปสำหรับแผงวงจรพิมพ์จะกำหนดระดับประสิทธิภาพไว้ แต่การจำแนกประเภทประสิทธิภาพเหล่านี้ไม่ได้ระบุถึงความน่าเชื่อถือที่ต้องการอย่างเฉพาะเจาะจง ณ จุดนี้ ข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือต้องถูกกำหนดโดยข้อตกลงระหว่างลูกค้าและซัพพลายเออร์

สำหรับเงื่อนไขและคำจำกัดความทั้งหมดที่ใช้ในที่นี้ มาตรฐาน IPC T-50 จะใช้เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

มาตรฐาน IPC 9701-A ฉบับปรับปรุงล่าสุดประกอบด้วยภาคผนวก B ซึ่งระบุแนวทางสำหรับข้อกำหนดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับจุดบัดกรีปลอดสารตะกั่ว ภาคผนวก B ให้คำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อกำหนด IPC 9701 ที่มีอยู่เดิมเมื่อใช้กระบวนการบัดกรีปลอดสารตะกั่ว

มาตรฐาน IPC 9701-B อธิบายวิธีการทดสอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสำหรับการระบุอายุความล้าของจุดบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิวในส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์แบบติดตั้งบนพื้นผิวสามารถบัดกรีลงบนแผงวงจรพิมพ์แบบแข็ง แบบยืดหยุ่น หรือแบบแข็ง-ยืดหยุ่นได้ ผลการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะนี้สามารถนำมาใช้เพื่อคาดการณ์อายุการใช้งานของจุดบัดกรีในสภาพแวดล้อมและสภาวะการใช้งานของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

วัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้คือเพื่อจัดทำวิธีการกำหนดลักษณะเฉพาะของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบมาตรฐานและขั้นตอนการรายงานสำหรับข้อต่อบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิวเพื่อใช้ในการศึกษากระบวนการและพารามิเตอร์ และในการคาดการณ์เชิงวิเคราะห์เกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี

สำหรับเงื่อนไขและคำจำกัดความทั้งหมดที่ใช้ในที่นี้ มาตรฐาน IPC T-50 จะใช้เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

ในการปรับปรุงมาตรฐาน IPC 9701-B ครั้งล่าสุด ขอบเขตของมาตรฐานนี้ได้รับการปรับให้แคบลงเพื่อให้สอดคล้องกับการใช้งานจริงของมาตรฐานนี้ในอุตสาหกรรม โดยมุ่งเน้นไปที่ลักษณะเฉพาะของวงจรความร้อนของรอยต่อบัดกรีในระดับแผงวงจร คุณสมบัตินี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของมาตรฐานนี้ ส่งผลให้มีการลบข้อคิดเห็น ส่วน และตารางหลายรายการที่ไม่เกี่ยวข้องกับขอบเขตที่ปรับปรุงใหม่ทั้งหมด ถ้อยคำของมาตรฐานนี้ได้รับการแก้ไขเพื่อความชัดเจน ความถูกต้อง ความสอดคล้อง และความเข้าใจที่มากขึ้น แม้ว่าจะไม่ได้มุ่งเน้นที่จุดเน้นนี้ แต่อาจตรวจพบโหมดและกลไกความล้มเหลวอื่นๆ ได้โดยใช้วิธีการทดสอบนี้

เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบติดตั้งบนพื้นผิวที่บัดกรีเข้ากับแผงวงจรพิมพ์ ขอแนะนำขั้นตอนการออกแบบความน่าเชื่อถือ (IPC D-279) และการตรวจสอบความถูกต้องผ่านการทดสอบความเค้นความน่าเชื่อถือ ในการใช้งาน ข้อต่อบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิวอาจต้องรับภาระต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายก่อนเวลาอันควร สมมติฐานสำคัญคือ ข้อต่อบัดกรีต้องเปียกน้ำอย่างเหมาะสม และมีพันธะทางโลหะวิทยาที่ดีเกิดขึ้นระหว่างตะกั่วบัดกรีกับโลหะฐานของส่วนประกอบและแผงวงจรพิมพ์

เนื่องจากคุณสมบัติการคืบคลานและการคลายตัวของความเค้นที่ขึ้นอยู่กับเวลาของตะกั่วบัดกรี ความเสียหายจากความล้าและอายุความล้าในการทดสอบแบบเร่งความเร็วโดยทั่วไปจะไม่เทียบเท่ากับการใช้งานจริง แต่ด้วยการใช้ปัจจัยการเร่งความเร็วที่เหมาะสม การประเมินความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์สามารถหาได้จากผลการทดสอบแบบเร่งความเร็ว ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์แบบติดตั้งบนพื้นผิวที่ติดตั้งบนแผงวงจรขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของจุดบัดกรีและปฏิสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์กับแผงวงจร ภาระทางเทอร์โมเมคานิคบนบรรจุภัณฑ์ที่แผงวงจรพิมพ์ใช้ผ่านการเชื่อมต่อแบบบัดกรีอาจทำให้เกิดความล้มเหลวในส่วนอื่นๆ ของบรรจุภัณฑ์

กล่าวโดยสรุป มาตรฐาน IPC 9701 เป็นมาตรฐานสำคัญที่กำหนดวิธีการทดสอบประสิทธิภาพและข้อกำหนดคุณสมบัติสำหรับจุดบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิว มาตรฐานเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการรับรองความน่าเชื่อถือและความทนทานของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงและมีภารกิจสำคัญ เช่น การบินและอวกาศ ยานยนต์ และโทรคมนาคม

ในขณะที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังพัฒนาไปสู่ชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กลง ทรงพลังขึ้น และบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่หนาแน่นขึ้น ความน่าเชื่อถือทางกลและทางความร้อนของจุดบัดกรีจึงมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้น ความล้มเหลวของจุดบัดกรีอาจส่งผลร้ายแรงในสภาพแวดล้อมที่มีความน่าเชื่อถือสูง

โดยพื้นฐานแล้วมาตรฐาน IPC 9701 ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

  • เพื่อสร้างมาตรฐานวิธีการทดสอบเชิงกลสำหรับจุดเชื่อม
  • เพื่อประเมินความน่าเชื่อถือของจุดบัดกรีแบบติดตั้งบนพื้นผิวภายใต้สภาวะความเค้นต่างๆ
  • สนับสนุนคุณสมบัติของวัสดุ กระบวนการ และประเภทบรรจุภัณฑ์ใหม่ๆ

มาตรฐานเหล่านี้กล่าวถึงจุดบัดกรีแบบติดพื้นผิวโดยเฉพาะสำหรับ:

  • แพ็คเกจอาร์เรย์กริดรวม
  • แพ็คเกจระดับชิป
  • แพ็คแบนสี่ชิ้น
  • ส่วนประกอบเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิวอื่นๆ

มาตรฐานเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์ การตรวจสอบกระบวนการ และการรับรองคุณสมบัติของวัสดุบัดกรีใหม่หรือการออกแบบบรรจุภัณฑ์

มาตรฐานเหล่านี้รวมถึงวิธีการโดยละเอียดสำหรับ:

  • การทดสอบวงจรความร้อน: จำลองความเครียดจากความร้อนเมื่อเวลาผ่านไปเพื่อประเมินอายุความล้า สภาวะการทดสอบทั่วไปประกอบด้วยช่วงอุณหภูมิ เช่น -40°C ถึง +125°C หรือ -55°C ถึง +125°C ประเมินจำนวนรอบจนกระทั่งเกิดความล้มเหลวของจุดบัดกรี
  • การทดสอบแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนทางกล: ทดสอบความสมบูรณ์เชิงกลของจุดบัดกรี ประเมินความล้มเหลวภายใต้แรง G สูงหรือการสั่นสะเทือนต่อเนื่อง
  • การตรวจสอบแบบเดซี่เชนและความต่อเนื่อง: ใช้การ์ดทดสอบแบบเดซี่เชนสำหรับการวัดความต้านทานแบบเรียลไทม์ระหว่างการทดสอบ ช่วยตรวจจับข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ และตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อ
  • เทคนิคการวิเคราะห์ความผิดพลาด: วิธีการเหล่านี้ช่วยระบุสาเหตุหลักของความล้มเหลวของข้อต่อบัดกรี:
    • fractography
    • การทาสีและการลอกออก
    • การวัดหน้าตัด

ประโยชน์ของการปฏิบัติตามมาตรฐาน IPC 9701 ได้แก่:

  • ความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น: ช่วยให้แน่ใจว่าข้อต่อบัดกรีเป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพเชิงกลและความร้อนในระยะยาว
  • การลดความเสี่ยง: ลดอัตราความล้มเหลวในภาคสนามในระบบที่สำคัญ
  • คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการปรับปรุง: ส่งเสริมขั้นตอนการทดสอบและเกณฑ์คุณสมบัติที่สอดคล้องกัน
  • การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ: ให้พื้นฐานสำหรับการเปรียบเทียบวัสดุ แพ็คเกจ และโลหะผสมบัดกรีใหม่ๆ

IPC 9701 ใช้โดย:

  • ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
  • ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิมและซัพพลายเออร์ระดับ 1
  • วิศวกรด้านคุณภาพและความน่าเชื่อถือ
  • นักพัฒนาวัสดุและกระบวนการ
  • ผู้ผลิตตามสัญญา

โดยสรุป องค์กรทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ การประกอบ และการรับรองคุณสมบัติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ จะต้องอาศัยมาตรฐาน IPC 9701 เป็นส่วนหนึ่งของกรอบการประเมินความน่าเชื่อถือ

ด้วยการจำลองสภาพการใช้งานจริง มาตรฐาน IPC 9701 ช่วยให้วิศวกรมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์และป้องกันความผิดพลาดในการใช้งานจริง ในปัจจุบันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังก้าวข้ามขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพและมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดต่อการส่งมอบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ และแข็งแกร่ง

องค์กรของเราให้การสนับสนุนธุรกิจในทุกภาคส่วนมายาวนาน ผ่านกิจกรรมการทดสอบ การวัดผล การวิเคราะห์ และการประเมินที่หลากหลาย เรามีทีมงานที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับโลกอย่างใกล้ชิด และมุ่งมั่นพัฒนาตนเองอย่างต่อเนื่อง ในส่วนนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน IPC 9701-A และ IPC 9701-B อีกด้วย

WhatsApp