Медицинские коммуникационные продукты предъявляют гораздо более высокие требования к тестированию надежности печатных плат, чем оборудование промышленного уровня, поскольку отказы могут напрямую угрожать жизни пациентов. Поэтому, когда компания JiaJinYuan приняла заказ на главную плату управления вентилятором, заказчик потребовал, чтобы тестирование надежности печатной платы охватывало три жестких показателя: 500 температурных циклов от -40°C до +85°C, 2 часа случайной вибрации при ускорении 10G и 1000 часов смещенного старения при 85°C/85% относительной влажности. Эти параметры не были определены произвольно на основе опыта; все они были получены в результате обратного анализа 17 случаев сбоев в полевых условиях, о которых в совокупности сообщили два предыдущих поколения этой модели в условиях больниц.
В ходе испытаний на температурный цикл мы обнаружили, что среди плат PCBA, спаянных в одной партии, скорость растрескивания паяных соединений QFN-устройств вблизи края платы была в 2,3 раза выше, чем в центральной части. Дальнейшие исследования показали, что слишком высокий наклон нагрева со скоростью 0,8°C/с в пиковой части температурного профиля печи оплавления вызывает укрупнение зерен припоя. Это отклонение не может быть обнаружено с помощью обычного контроля AOI и может быть подтверждено только с помощью поперечного сечения и SEM. Поэтому компания JiaJinYuan включила этот параметр в контрольный список проверки температуры печи для первых изделий каждой партии и требует, чтобы операторы фиксировали значения датчиков температуры каждые 4 часа.
Во время испытаний на воздействие влажного тепла на партии плат PCBA однажды произошла утечка тока после 96 часов работы под напряжением. Повторное тестирование показало, что скорость поглощения влаги подложкой печатной платы превысила стандарт на 0,15%. Что еще более важно, на границе между паяльной маской и медной фольгой существовали воздушные зазоры микронного масштаба - дефект, который полностью игнорировался в обычных обзорах DFM. Позже мы сотрудничали с производителем печатной платы, чтобы отрегулировать температуру и время предварительной паяльной маски, а также добавили предварительную вакуумную обработку при 40°C в течение 4 часов перед размещением SMT, что полностью устранило эту проблему.
70% случаев неудачных испытаний на вибрацию были связаны с отслаиванием контактной площадки разъема. Первопричиной была не плохая пайка, а непродуманная конструкция конструкции. Например, контакты определенного 40-контактного межплатного разъема не имели каплевидной обработки и не имели заземления через опору на задней стороне. При вибрации выше 5G паяные соединения подвергались повторяющимся напряжениям сдвига и в конечном итоге разрушались из-за усталости. JiaJinYuan теперь требует, чтобы все контактные площадки медицинских разъемов имели выступы толщиной 0,3 мм и были оснащены не менее чем тремя заземляющими отверстиями на задней стороне.
Тестирование надежности печатных плат никогда не сводится к простому нагромождению тестовых заданий; скорее, он рассматривает каждый сбой как калибровочный сигнал для процессов производственной линии. Например, во время теста HALT устройство BGA внезапно закоротило во время фазы конденсации -55°C. Основная причина заключалась в том, что допуск на толщину печати паяльной пасты превышал ±15 мкм, что приводило к чрезмерному образованию пустот после оплавления. В результате мы ужесточили допуск на размер апертуры трафарета с ±5% до ±3% и подняли порог проверки SPI с 75% до 82% проходной линии.
