परिचय
उच्च विश्वसनीयता वाले पीसीबीए विनिर्माण के क्षेत्र में, कई ग्राहक ध्यान केंद्रित करते हैंएओआई, एक्स-रे, आईसीटी, और कार्यात्मक परीक्षण, लेकिन वे अक्सर एक परीक्षण को नजरअंदाज कर देते हैं जिसका दीर्घकालिक स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है: एसआईआर इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण। विशेष रूप से ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा उपकरणों, विमानन नियंत्रण प्रणालियों और औद्योगिक बिजली आपूर्ति उत्पादों में, पीसीबीए की दीर्घकालिक विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए एसआईआर परीक्षण एक महत्वपूर्ण सत्यापन विधि बन गया है। हालाँकि, जब इंजीनियर पहली बार इस परीक्षण का सामना करते हैं, तो वे अक्सर पूछते हैं: एसआईआर परीक्षण को आमतौर पर 168 घंटे या उससे भी अधिक समय तक चलने की आवश्यकता क्यों होती है? इसका कारण यह है कि इन्सुलेशन विफलता कोई तात्कालिक समस्या नहीं है, बल्कि एक क्रमिक प्रक्रिया है जो तापमान, वोल्टेज और आर्द्रता के संयुक्त प्रभाव के तहत विकसित होती है।
एसआईआर परीक्षण का मुख्य उद्देश्य "शॉर्ट सर्किट" का पता लगाना नहीं है
बहुत से लोग गलती से मानते हैं कि एसआईआर परीक्षण केवल यह जांचता है कि पीसीबी सर्किट प्रवाहकीय हैं या नहीं। वास्तव में, पीसीबीए विनिर्माण विश्वसनीयता सत्यापन में, एसआईआर (सरफेस इंसुलेशन रेजिस्टेंस) परीक्षण का मुख्य उद्देश्य यह आकलन करना है कि क्या पीसीबी की सतह और टांका लगाने वाले क्षेत्र दीर्घकालिक पूर्वाग्रह और उच्च {{2}आर्द्रता स्थितियों के तहत पर्याप्त इन्सुलेशन क्षमता बनाए रख सकते हैं। वास्तव में खतरनाक मुद्दा कोई स्पष्ट शॉर्ट सर्किट नहीं है, बल्कि कमज़ोर लीकेज करंट में क्रमिक वृद्धि है। यह परिवर्तन आम तौर पर उत्पादन के तुरंत बाद प्रकट नहीं होता है, लेकिन दीर्घकालिक परिचालन वातावरण में, यह सिग्नल बहाव, खराबी, या यहां तक कि संक्षारण संबंधित विफलताओं का कारण बन सकता है। इसलिए, एसआईआर परीक्षण अनिवार्य रूप से लंबी अवधि की सेवा के बाद पीसीबीए की इन्सुलेशन स्थिरता का अनुकरण करता है।
आयनिक संदूषण तुरंत विफलता का कारण नहीं बनता है
पीसीबीए निर्माण प्रक्रिया के दौरान, फ्लक्स अवशेष, अधूरी सफाई और पर्यावरणीय संदूषक सभी पीसीबी सतह पर आयनिक अवशेष छोड़ सकते हैं। सामान्य तापमान और शुष्क परिस्थितियों में, ये आयन आम तौर पर ध्यान देने योग्य समस्याएं पैदा नहीं करते हैं, परिणामस्वरूप, कई पीसीबीए उत्पाद कार्यात्मक परीक्षण पास कर सकते हैं, भले ही उनमें संभावित संदूषक हों। हालाँकि, जब एक पीसीबी लंबे समय तक उच्च आर्द्रता वाले वातावरण के संपर्क में रहता है, जबकि बायस वोल्टेज लगातार लागू होता है, तो अवशिष्ट आयन धीरे-धीरे नमी को सोख लेते हैं, जिससे प्रवाहकीय मार्ग बनते हैं। यह परिवर्तन धीमी, संचयी प्रक्रिया के माध्यम से होता है। अल्पावधि परीक्षण अक्सर वास्तव में जोखिमों को प्रकट करने में विफल रहता है; इसलिए, एसआईआर परीक्षण के लिए आयन प्रवासन प्रक्रिया को पूरी तरह से प्रकट करने की अनुमति देने के लिए लंबे समय तक निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है। 168-घंटे का परीक्षण चक्र अनिवार्य रूप से इस दीर्घकालिक विकासवादी व्यवहार का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
इलेक्ट्रोकेमिकल प्रवासन को संचय करने के लिए समय की आवश्यकता होती है
उच्च आर्द्रता, पक्षपातपूर्ण वोल्टेज वातावरण में, पीसीबी सतह पर धातु आयन विद्युत रासायनिक प्रवासन से गुजर सकते हैं। यह बारीक पिच पीसीबीए उत्पादों के लिए विशेष रूप से सच है, जहां सर्किट के बीच की दूरी तेजी से संकीर्ण होती जा रही है, एक बार जब आयन माइग्रेशन डेंड्राइटिक संरचनाओं का निर्माण करता है, तो यह धीरे-धीरे इन्सुलेशन प्रतिरोध को कम कर सकता है। ये डेन्ड्राइट तुरंत नहीं बनते बल्कि गर्मी, नमी और विद्युत क्षेत्र के निरंतर प्रभाव में धीरे-धीरे फैलते हैं। कई पीसीबीए विनिर्माण परियोजनाओं में, पहले 24 घंटों के दौरान डेटा पूरी तरह से सामान्य रहता है, लेकिन 72 घंटों के बाद, प्रतिरोध काफी कम होने लगता है, कुछ मुद्दों को धीरे-धीरे स्पष्ट होने में 120 घंटे से अधिक भी लग सकते हैं। यह एक प्रमुख कारण है कि उद्योग आम तौर पर 168 घंटे या उससे अधिक समय के एसआईआर परीक्षण चक्र को अपनाता है।
उच्च -घनत्व वाले पीसीबी तेजी से कठोर एसआईआर आवश्यकताओं की मांग कर रहे हैं
जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों का आकार छोटा होता जा रहा है, उच्च घनत्व वाली पीसीबी असेंबली उद्योग का मानक बन गई है। बीजीए, बारीक पिच आईसी और उच्च गति सिग्नल लाइनों के व्यापक उपयोग के कारण पीसीबी पर ट्रेस स्पेस लगातार कम हो रहा है। इसका मतलब यह है कि बेहद कमजोर रिसाव धाराएं भी सिस्टम स्थिरता को प्रभावित कर सकती हैं। विशेष रूप से उच्च - प्रतिबाधा एनालॉग सर्किट और उच्च - आवृत्ति मॉड्यूल में, इन्सुलेशन प्रदर्शन में गिरावट सीधे सिग्नल विरूपण और खराबी का कारण बन सकती है। इसलिए, उच्च-स्तरीय पीसीबीए विनिर्माण परियोजनाएं न केवल सोल्डरिंग उपज पर ध्यान केंद्रित करती हैं, बल्कि दीर्घकालिक पर्यावरणीय तनाव के तहत इन्सुलेशन विश्वसनीयता पर भी ध्यान केंद्रित करती हैं। एसआईआर परीक्षण की अवधि जितनी लंबी होगी, संभावित जोखिमों की पहचान उतनी ही जल्दी की जा सकती है।
168 घंटे कोई मनमाना आंकड़ा नहीं है
कई पीसीबीए विनिर्माण मानकों में 168-घंटे की आवश्यकता अनुभव के आधार पर एक मनमाना निर्णय नहीं है, बल्कि दीर्घकालिक उद्योग सत्यापन का परिणाम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि विफलता के कई मामले संकेत देते हैं कि इन्सुलेशन संबंधी समस्याएं आम तौर पर थोड़े समय के भीतर पूरी तरह से प्रकट नहीं होती हैं। कुछ आयनिक संदूषण पहले 48 घंटों के भीतर लगभग कोई परिवर्तन नहीं दिखाते हैं, लेकिन जैसे-जैसे आर्द्र और गर्म वातावरण बोर्ड पर कार्य करना जारी रखता है, प्रवाहकीय मार्ग धीरे-धीरे बनते हैं। 5वें या 6वें दिन तक, प्रतिबाधा गिरावट की दर अक्सर काफी तेज हो जाती है। इसलिए, 168-घंटे का परीक्षण चक्र वास्तव में समय की लागत और जोखिमों को उजागर करने की क्षमता के बीच संतुलन का प्रतिनिधित्व करता है। अधिक विश्वसनीयता की आवश्यकता वाले उत्पादों के लिए, कुछ ग्राहक 500 घंटे से अधिक के निरंतर परीक्षण की भी मांग कर सकते हैं।
एसआईआर परीक्षण न केवल सफाई प्रदर्शन बल्कि संपूर्ण पीसीबीए प्रक्रिया प्रणाली को भी मान्य करता है।
बहुत से लोग मानते हैं कि एसआईआर केवल सफाई प्रक्रिया का एक परीक्षण है। हालाँकि, वास्तविक पीसीबीए विनिर्माण में, एसआईआर परिणामों को प्रभावित करने वाले कारक अकेले सफाई से कहीं आगे तक जाते हैं। इनमें सोल्डर पेस्ट प्रकार, फ्लक्स गतिविधि,पुन: प्रवाहितओवनतापमान प्रोफाइल, पीसीबी सोल्डर मास्क सामग्री, और वर्कशॉप आर्द्रता नियंत्रण -ये सभी अंतिम इन्सुलेशन स्थिरता को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, अत्यधिक उच्च रिफ्लो तापमान से कार्बोनाइज्ड फ्लक्स अवशेषों में वृद्धि हो सकती है, जबकि उच्च आर्द्रता वाला वातावरण आयन सोखने में तेजी ला सकता है। इसलिए, उच्च स्तरीय PCBA फ़ैक्टरियाँ आमतौर पर SIR परीक्षण को संपूर्ण विनिर्माण प्रक्रिया की स्थिरता की व्यापक मान्यता के रूप में मानती हैं।
अल्पावधि की कार्यक्षमता दीर्घकालिक विश्वसनीयता के बराबर नहीं है
कई पीसीबीए उत्पाद शिपमेंट के समय पूरी तरह से काम करते हैं लेकिन ग्राहक की साइट पर कई महीनों के संचालन के बाद यादृच्छिक विफलताओं, झूठे अलार्म, या यहां तक कि रुक-रुक कर विफलताओं को प्रदर्शित करना शुरू कर देते हैं। इन समस्याओं का निवारण अक्सर सबसे कठिन होता है क्योंकि उनका मूल कारण स्पष्ट हार्डवेयर क्षति नहीं है, बल्कि इन्सुलेशन प्रदर्शन में क्रमिक गिरावट है।
दीर्घकालिक एसआईआर परीक्षण का मूल्य इस दीर्घकालिक सेवा वातावरण को पहले से ही अनुकरण करने, प्रयोगात्मक चरण के दौरान संभावित जोखिमों को जल्द से जल्द उजागर करने में निहित है। उच्च विश्वसनीयता वाले इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए, यह प्रारंभिक सत्यापन बाद की मरम्मत की तुलना में कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।
पीसीबीए विनिर्माण क्षेत्र में, एसआईआर परीक्षण 168 घंटे से अधिक समय तक चलना चाहिए, इसका कारण सत्यापन प्रक्रिया को लंबा करना नहीं है, बल्कि इसलिए है क्योंकि इन्सुलेशन विफलता स्वयं एक दीर्घकालिक, संचयी प्रक्रिया है। आयन प्रवासन से लेकर इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण तक, कई जोखिम केवल विशिष्ट तापमान, आर्द्रता और पूर्वाग्रह वोल्टेज के निरंतर संपर्क के तहत ही प्रकट होते हैं।
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