Suolasumutestaus on ratkaisevan tärkeä testausmenetelmä piirilevyjen ja piirilevyjen ympäristöystävällisyyden varmistamiseksi . Tämä artikkeli tarjoaa kattavan ja yksityiskohtaisen selityksen.
Suolasumutestausta käytetään ensisijaisesti piirilevyjen ja PCBA:iden korroosionkestävyyden sekä niiden pintakäsittelyprosessien arvioimiseen suolaisessa ja kosteassa ilmakehässä. Sen ydintarkoitus ei ole ainoastaan simuloida todellista meriympäristöä, vaan pikemminkin tarjota nopeutettu ja kontrolloitu korroosioympäristö:
1. Suojaavan suorituskyvyn arviointi: Juotosmaskikerrosten ja pintakäsittelyjen (kuten HASL, upotuskulta/ENIG, OSP jne.) suojaavan vaikutuksen testaus kuparialustalla.
2. Mahdollisten vikojen löytäminen: Paljasta juotosmaskikerroksen viat, kuten mikrohuokoset, naarmut ja epäpuhtaudet, joita voi olla valmistusprosessin aikana.
3. Prosessin etujen ja haittojen vertailu: Eri toimittajien eri pintakäsittelyjen ja materiaalien tai musteiden korroosionkestävyyden vertailutietojen tarjoaminen.
4. Pitkän aikavälin luotettavuuden ennustaminen: Luotettavuusreferenssien tarjoaminen elektroniikkatuotteille, joita käytetään ankarissa ympäristöissä, kuten rannikkoalueilla ja kemiantehtaissa.
Seuraavien tärkeimpien järjestelmien yleisesti sovelletut standardit:
● IEC (International Electrotechnical Commission): IEC 60068-2-11 ja IEC 60068-2-52. IEC 60068-2-52 on yleisemmin käytetty standardi, koska se sisältää erilaisia vakavuustasoja (Ka:sta Kd:hen).
● ISO (International Organization for Standardization): ISO 9227, yksi maailmanlaajuisesti yleisimmistä suolasumutestausstandardeista.
● ASTM (American Society for Testing and Materials): ASTM B117, pitkään vakiintunut ja perinteinen testausmenetelmä.
● Kiinan kansalliset standardit (GB): GB/T 2423.17 ja GB/T 2423.18, jotka vastaavat olennaisesti IEC-standardeja.
Elektroniikkateollisuudessa yleisimmin käytettyjä standardeja ovat IEC 60068-2-52 ja ISO 9227.
Yleensä käytetään 5 % ± 1 % NaCl-liuosta (natriumkloridiliuosta), jonka pH-arvo on neutraalilla alueella (6,5–7,2). Joskus käytetään "etikkahappokiihdytettyä suolasumutestiä" korroosion kiihdyttämiseksi entisestään.
● Suolasuihkutuskammion lämpötila: Yleensä vakio 35 °C ± 2 °C.
● Suhteellinen ilmankosteus: Noin 100 %.
● Laskeutumisnopeus: Keräilijälle laskeutuvan suolasumun määrän tulisi olla 1,0–2,0 ml/80 cm²·h.
● Testinäytteen tulee olla piirilevy, jossa on täydellinen pintakäsittely, mieluiten edustavilla grafiikoilla (kuten viivoilla ja pisteillä).
● Näytteen on oltava puhdas, sormenjälkitön ja öljytön.
● Sijoituskulma on ratkaisevan tärkeä; tyypillisesti näytteen pinnan tulisi olla 15°–30° kulmassa pystysuoraan nähden, jotta suolasumu voi laskeutua vapaasti pinnalle eikä keräänny ja tipu.
● Vaatimuksista ja tuotteiden standarditasoista riippuen yleisiä syklejä ovat 24 tuntia, 48 tuntia, 96 tuntia, 168 tuntia (7 päivää) tai jopa pidempiä.
● Neutraali suolasumutesti (NSS): Perusteellisin testi.
● Etikkahappokiihdytetty suolasumutesti (AASS): Liuokseen lisätään etikkahappoa, mikä laskee pH:n noin 3,2:een ja johtaa nopeampaan korroosioon; käytetään tiukempiin arviointeihin.
● Kuparikiihdytetyn etikkahapon suolasuihkutesti (CASS): AASS:n perusteella lisätään kuparikloridia, mikä johtaa voimakkaimpaan syövyttävyyteen ja suurimpaan kiihtyvyyteen.
Testin jälkeen näyte tulee puhdistaa varovasti huoneenlämpöisellä vedellä pintasuolojen poistamiseksi ja sen jälkeen antaa sen palautua normaaleissa ilmakehän olosuhteissa (esim. 23 °C, 50 % suhteellinen kosteus) 1–2 tuntia ennen arviointia.
Testauksen jälkeen ei ole kyse pelkästään "ruosteen" tarkistamisesta, vaan yksityiskohtaisesta tarkastuksesta:
● Alusta: Tarkista kuplien, delaminaation ja värimuutosten varalta.
● Juotosmaski: Tarkista kuplien, hilseilyn, halkeamien ja värimuutosten varalta.
● Johtimet ja padit:
1) Kuparin korroosio: Pinnalle ilmestyy vihreää, sinistä tai mustaa kuparin ruostetta.
2) Pintakäsittelyn aiheuttama korroosio: Esimerkiksi tinatun pinnan mustuminen, "punainen ruoste" (nikkelikerroksen korroosio) upotuskultakerroksen alla ja kuparioksidia paljastavan OSP-kalvon vaurioituminen.
3) Sähkökemiallinen migraatio: Jännitepoikkeaman vaikutuksesta voi muodostua dendriittejä, jotka johtavat oikosulkuun.
Mittaa, pieneneekö eristysvastus tai onko siinä oikosulkuja/vuotoja.
Tarkista, heikkeneekö juotettavuus testauksen jälkeen.
Esimerkiksi 96 tunnin neutraalin suolasumutestin jälkeen juotosmaskissa ei pitäisi näkyä kuplimista tai hilseilyä, eikä kuparin korroosioleveys johtimen reunoilla saisi ylittää tiettyä aluetta (esim. 100 µm).
Suolasuihkutestin läpäisyasteen parantamiseksi suunnittelu- ja valmistusvaiheissa tulisi ottaa huomioon seuraavat asiat:
● Immersion Gold (ENIG): Toimii yleensä hyvin, mutta varo "mustia tyynyjä".
● Upotustina, upotushopea: Tarjoaa hyvän korroosionkestävyyden, mutta varo varastointia ja hapettumista.
● HASL: Paksumpi kerros, mutta epätasainen pinta voi aiheuttaa korroosiota.
● OSP: Ohut suojakerros, yleensä heikompi suolasumun kestävyys.
Valitse musteita, joilla on hyvä tarttuvuus, tiheys ja hyvä kemikaalienkestävyys. Peittävyys on ratkaisevan tärkeää; varmista, että kaikki kuparipinnat peittyvät hyvin, erityisesti johtimien reunat.
● Vältä kriittisten, hienojen jälkien asettamista levyn reunoille.
● Harkitse suojapinnoitteen, kuten konformaalipinnoitteen, lisäämistä. Tämä on yksi tehokkaimmista tavoista parantaa merkittävästi suolasumun kestävyyttä.
● Oikeanlainen välimatka korroosiosiltojen estämiseksi.
● Kiihtyvyyden ja korrelaation rajoitukset: Suolasumutustesti on kiihdytetty korroosiotesti, eikä sen tuloksilla ole suoraa, lineaarista yhteyttä piirilevyn käyttöikään todellisissa ulkoympäristöissä. Sitä käytetään pääasiassa laadulliseen vertailuun ja virheiden seulontaan.
● Sakeudensäätö: Suolasuihkutuskammion kalibrointia, liuospitoisuutta, pH-arvoa ja sijoituskulmaa on valvottava tarkasti, muuten tulosten toistettavuus on heikko.
● Kattava arviointi: Suolasumutestausta ei yleensä käytetä itsenäisenä luotettavuuskriteerinä. Se on yhdistettävä muihin ympäristötesteihin, kuten kosteuslämpötestiin ja lämpötilavaihtelutestiin, jotta tuotteen luotettavuus voidaan arvioida kattavasti.
Suolasumutestaus piirilevyille ja piirilevyalustoille on perustavanlaatuinen ja kriittinen luotettavuustesti, jolla mitataan ja varmistetaan niiden kestävyys ympäristön korroosiolle. Se varmistaa pääasiassa piirilevyjen valmistuksen laadun, erityisesti pintakäsittelyn ja juotosmaskiprosessien eheyden. Valitsemalla testistandardit asianmukaisesti, valvomalla testausprosessia tarkasti ja yhdistämällä se oikeaan vika-analyysiin, piirilevyjen pitkäaikaista luotettavuutta ankarissa olosuhteissa voidaan parantaa tehokkaasti.
Benlida on valmistanut piirilevyjä ja koonnut piirilevyjä 14 vuoden ajan, ja sillä on nyt täysin varusteltu laatulaboratorio. Jos piirilevysi ja piirilevysi tai elektroniikkatuotteesi tarvitsevat suolasumutestausta, ota yhteyttä Benlidaan!