При тестировании надежности печатных плат необходимо определить параметры нагрузки, точно соответствующие реальным сценариям использования заказчиков. Например, испытание на циклическое изменение температуры предполагает условия от -40°C до +125°C, время выдержки 15 минут на сегмент и время перехода ≤60 секунд. Эта настройка основана на реальных условиях эксплуатации автомобильных модулей ECU при попеременном холодном запуске зимой на северо-востоке и высоких температурах в моторном отсеке летом, а не просто на применении широких диапазонов стандарта JEDEC. Мы постоянно отслеживали результаты испытаний 37 партий одной и той же модели печатной платы на производственной линии JiaJinYuan SMT и обнаружили, что при отклонении пиковой температуры оплавления более чем на ±5°C от 235°C±3°C микротрещины появляются в угловых паяных соединениях BGA уже на 8-м цикле при -40°C. Это явление невидимо как при ОИ, так и при рентгеновском исследовании, и его можно обнаружить только путем повторного тестирования на обрывы и короткие замыкания с помощью ICT после циклического воздействия при температуре -40°C/125°C.
Испытание на вибрацию должно использовать случайную вибрацию в реальном положении установки всей машины и не может только фиксировать голую печатную плату на приспособлении, иначе оно не сможет воспроизвести напряжение сдвига на паяных соединениях, вызванное структурным резонансом. Однажды мы использовали приспособление собственной разработки от JiaJinYuan для имитации встроенного метода установки приборной панели. После непрерывной развертки частоты в течение 4 часов в направлении оси Z при частоте 5–500 Гц, Grms = 7,5, мы обнаружили, что скорость разрушения паяных соединений резисторов 0402 была в 2,3 раза выше, чем в направлении оси XY. Основная причина заключается в том, что вибрация в направлении Z вызывает микродеформацию печатной платы, что приводит к неравномерному растягивающему напряжению в паяных соединениях. Испытание на старение влажным теплом проводится строго при постоянных условиях 85°C и относительной влажности 85% в течение 96 часов. Этот параметр не задается произвольно, исходя из опыта, а соответствует фактической кривой температуры и влажности длительного хранения на складах в сезон дождей в Юго-Восточной Азии. После испытания необходимо немедленно провести испытание на сопротивление поверхностной изоляции SIR. Если оно меньше 1×10 Ом, определяют, что остатки флюса вокруг паяных соединений образовали канал миграции ионов. В настоящее время, даже если нет видимой коррозии, производственная линия JiaJinYuan также требует повторной промывки всех печатных плат этой партии.
Все образцы для испытаний на надежность печатных плат должны быть из одной и той же партии пайки оплавлением и не подвергаться какой-либо ручной ремонтной пайке или вмешательству термофена, поскольку одного локального нагрева достаточно, чтобы увеличить толщину слоя IMC более чем на 12%, тем самым маскируя исходные дефекты качества пайки. Однажды в ходе сравнительного теста мы обнаружили, что если из печатной платы с тем же номером партии перед тестированием был удален и переустановлен определенный компонент, вероятность отказа паяного соединения после влажно-теплового старения увеличилась в 4,6 раза по сравнению с нетронутой платой. Это показывает, что любая неоригинальная тепловая история серьезно повлияет на достоверность результатов испытаний надежности печатных плат. Поэтому в компании JiaJinYuan действуют внутренние правила, согласно которым все тестируемые образцы должны быть помечены уникальным QR-кодом и привязаны к номеру температурного профиля печи оплавления, что обеспечивает полную прослеживаемость от пайки до тестирования.
