Kiedy zespoły inżynierów pytają nas o zapewnienie jakości FPC, najczęstszym błędnym przekonaniem jest to, że wystarczy kontrola wizualna. Tak nie jest. Norma IPC/JPCA-6202 i powiązane z nią metody testowania w IPC-TM-650 definiują precyzyjny język służący do ilościowego określania, czy elastyczny obwód drukowany spełnia wymagania dla danej klasy zastosowań. Zrozumienie, które testy mają znaczenie w konkretnym przypadku użycia, pomaga w bardziej produktywnej rozmowie z producentem i zmniejsza ryzyko niespodzianek kwalifikacyjnych.
W CSNT-EMS w Dongguan przeprowadzamy testy IPC-TM-650 dla każdej partii dla produkcji FPC klasy 2 i klasy 3. W tym artykule omówiono testy, które faktycznie wpływają na to, czy obwód elastyczny przejdzie pomyślnie, czy nie.
Badanie wytrzymałości na odrywanie: metoda IPC-TM-650 2.4.9
Wytrzymałość na odrywanie mierzy siłę wymaganą do oddzielenia śladu miedzi od elastycznego podłoża. Badanie przeprowadza się pod kątem 90 lub 180 stopni, w zależności od geometrii próbki, a wynik wyraża się w niutonach na milimetr (N/mm).
IPC/JPCA-6202 klasa 2 wymaga minimalnej wytrzymałości przewodu na odrywanie wynoszącej 0,49 N/mm. Klasa 3 stosuje to samo minimum. Różnica między klasą 2 i klasą 3 zależy od częstotliwości pobierania próbek, a nie od wartości progowej i kryteriów akceptacji zwolnienia partii.
Materiał Panasonic R-F777 zwykle określa się jako 0,525 N/mm, co zapewnia margines powyżej minimum IPC/JPCA-6202. Oceniając arkusz danych materiału, potwierdź, że podana wartość wytrzymałości na odrywanie jest mierzona zgodnie z metodą IPC-TM-650 2.4.9, a nie metodą uproszczoną, która może dać nieporównywalne wyniki.
W przypadku wytrzymałości na odrywanie powłoki wierzchniej minimalna wartość IPC/JPCA-6202 wynosi 0,34 N/mm. Błędy w przyleganiu powłoki wierzchniej zwykle wynikają z zanieczyszczenia powierzchni podłoża przed laminowaniem lub z nieprawidłowych profili temperatury i ciśnienia laminowania.
Badanie wytrzymałości dielektrycznej: metoda IPC-TM-650 2.5.6
Badanie wytrzymałości dielektrycznej sprawdza, czy elastyczne podłoże może wytrzymać przyłożone napięcie bez zniszczenia. Test przykłada napięcie prądu przemiennego pomiędzy dwiema elektrodami osadzonymi w materiale dielektrycznym i mierzy napięcie, przy którym następuje awaria.
W przypadku FPC stosowanych w elektronice użytkowej napięcie testowe wynosi zazwyczaj 500 VAC zgodnie z IPC/JPCA-6202. W zastosowaniach medycznych i lotniczych napięcie testowe może być wyższe w zależności od obowiązującej normy bezpieczeństwa produktu.
Awarie wytrzymałości dielektrycznej zwykle wskazują na zanieczyszczenie warstwy dielektrycznej, puste przestrzenie w materiale podłoża lub rozwarstwienie pomiędzy warstwami. Niepowodzenie testu wytrzymałości dielektrycznej na partii produkcyjnej jest rzadkim przypadkiem, gdy kontrola materiału przychodzącego jest przeprowadzana prawidłowo.
Rezystancja izolacji: metoda IPC-TM-650 2.6.3
Rezystancja izolacji mierzy rezystancję pomiędzy izolowanymi przewodnikami. Po etapie wstępnego kondycjonowania pod wpływem wilgoci (85 stopni Celsjusza, wilgotność względna 85 procent przez 96 godzin) minimalna rezystancja izolacji dla FPC wynosi 100 megaomów (10^8 omów) według IPC/JPCA-6202.
Ten test jest szczególnie ważny w przypadku FPC stosowanych w środowiskach-o dużej wilgotności lub w urządzeniach medycznych, w których liczy się kontakt z ciałem. Niski odczyt rezystancji izolacji po ekspozycji na wilgoć zazwyczaj wskazuje na zanieczyszczenie jonowe powierzchni podłoża lub niewystarczające czyszczenie po procesie galwanizacji.
Badanie skażenia jonowego: metoda IPC-TM-650 2.3.28B
Zanieczyszczenie jonowe mierzy się jako równoważnik chlorku sodu w mikrogramach na centymetr kwadratowy. Limit dla FPC klasy 2 i 3 wynosi 1,2 mikrograma na centymetr kwadratowy lub mniej.
Test polega na ekstrakcji rozpuszczalnych pozostałości jonowych z powierzchni płyty za pomocą rozpuszczalnika i pomiarze przewodności roztworu ekstrakcyjnego. Wysokie poziomy zanieczyszczeń jonowych w FPC mogą powodować wzrost dendrytów pomiędzy blisko rozmieszczonymi ścieżkami, prowadząc do sporadycznych lub całkowitych zwarć podczas pracy.
Test ten przeprowadzany jest na każdej partii produkcyjnej w naszym zakładzie w Dongguan, ponieważ konsekwencją jego pominięcia jest awaria w terenie, trudna do zdiagnozowania i kosztowna do wycofania.
Dynamiczne testowanie elastyczności: metoda IPC-TM-650 2.4.9.1
W przypadku FPC, które podczas pracy będą poddawane wielokrotnemu zginaniu, najodpowiedniejszą procedurą zapewnienia jakości jest dynamiczne badanie zginania. W teście próbka jest cyklicznie obracana wokół trzpienia z określonym promieniem zgięcia i częstotliwością, aż do awarii obwodu lub osiągnięcia określonej liczby cykli.
Metoda IPC-TM-650 2.4.9.1 określa parametry testu, w tym średnicę trzpienia (która określa promień zgięcia), liczbę cykli do wykonania i kryteria awarii (zazwyczaj obwód otwarty lub określony spadek rezystancji izolacji).
W przypadku konsumenckich urządzeń do noszenia typowa specyfikacja to 10 000 cykli przy promieniu zgięcia wynoszącym 0,5 mm lub większym. W przypadku zastosowań w urządzeniach medycznych specyfikacje mogą sięgać 100 000 cykli lub więcej przy mniejszych promieniach zgięcia. Aplikacje składanych wyświetlaczy mogą określać 200 000 cykli.
Zlecając dynamiczne badanie zginania, należy określić promień zgięcia, liczbę cykli oraz to, czy badanie jest przeprowadzane w temperaturze otoczenia, czy w ekstremalnych temperaturach. Testowanie w temperaturze od -40 do plus 85 stopni Celsjusza jest bardziej reprezentatywne dla zastosowań motoryzacyjnych i zewnętrznych.
Kwalifikując nowego producenta FPC, poproś o następującą dokumentację zgodnie z wymaganiami IPC/JPCA-6202.
Konfiguracja sprzętu testowego IPC-TM-650 do badania wytrzymałości na odrywanie i wytrzymałości dielektrycznej
Poproś o raporty z testów IPC-TM-650 dotyczące wytrzymałości na odrywanie, wytrzymałości dielektrycznej i rezystancji izolacji dla pierwszych próbek artykułów. Potwierdź, że badanie zanieczyszczenia jonowego jest przeprowadzane w każdej partii produkcyjnej, a nie tylko w pierwszym artykule. Poproś o raport z testu dynamicznego zginania, jeśli Twoje zastosowanie wymaga wielokrotnego zginania. Sprawdź, czy grubość ENIG jest mierzona i dokumentowana dla każdej przesyłki.
Producent, który może dostarczyć tę dokumentację, wykazuje kontrolę procesu i identyfikowalność, które wykraczają poza zwykłą kontrolę wzrokową. Jest to podstawowe partnerstwo w zakresie zapewniania jakości, którego potrzebujesz do produkcji ZKP klasy 2 lub klasy 3.
