随着行动装置(Mobility)越来越普及,大量的电子零组件被应用在物联网(IoT)及车联网(IoV)的应用上,特别是电动车(EV)的崛起,也让电子零组件面临到早期在燃油车较少遇到的问题,印刷电路板(PCB)尤为其中需要关注的主要零件。车用PCB的质量验证,除可以遵循国际组织 IPC — Association Connecting Electronics Industries,针对车用电路板所订定出的IPC-6012DA验证规范外,也要确保符合各家车厂(OEM)及Tier 1供货商所制订的车用电路板验证项目,目的即为确保所生产出来的产品符合高可靠性之要求。

德凯宜特在车用PCB验证经验中,透过较关键的测试验证项目,收敛大部分PCB产业所遇到的质量问题: 
 
  • 连接性异常(Connectivity issue)
连接性异常最常看到的镀通孔(图一)或盲孔(图二)、埋孔断裂造成断路的电性异常
图一、镀通孔孔壁断裂 图二、盲孔底部断裂

上述异常可以使用冷热冲击试验来验证电路板,在设定的测试条件及时间下来验证PCB是否可以耐得住快速的冷热变化,而不会有导通电阻变化率超目标情形,车用PCB验证除了温度变化的条件外,更加上了电流来模拟使用状态让其测试环境更加严苛。
 
  • 绝缘性异常(Insulation issue)
绝缘性异常最常见的为表面绝缘不佳或是因为制程/材料等异常,造成绝缘电阻下降而影响绝缘性不佳,甚至严重到短路之电性异常(图三及图四)。
图三、表面线路间的绝缘异常   图四、孔与孔间的玻纤丝导通

验证绝缘异常最常见的加速因子为温度、湿度及偏压(Bias)。无论在何种测试条件下,目的皆为验证车用PCB在所规定的条件下,其对应时间的绝缘电阻值。而此电阻值降到何种程度算异常,或者测试多久后失效等于实际使用的寿命,每一个车用零件供货商都会有相对应的规格及方法。遵循规范必然重要,而确保自己的产品及制程能力符合高可靠度要求,相信这是每个公司所追寻的目标。
 
  • 爆板异常(Delamination or laminate crack issue): 
车用PCB开始了导入了绿色环境的概念,虽无铅制程的导入较为缓慢,但在验证过程中,也会遇到了PCB爆板的问题,就像资通讯产业2006年导入RoHS一样。因此现有车用PCB的材料与制程都必须以较高可靠度水平,来进行验证。
图五、回焊模拟设备 图六、SAT分析爆板异常影像

印刷电路板(PCB)爆板验证方式,可以使用回焊模拟测试来进行PCB耐热能力的验证。此方法关键参数为回焊炉的温度对应实际PCB板温的曲线,而这些温度要求可参考IPC, IEC等国际规范标准或各汽车电子供货商的PCB验证要求;除回焊炉设备规格能力得符合要求外,另一个重点为经过回焊模拟后的检查方式,包含:
  1. 非破坏性检查方式─可使用传统外观检查,也可以利用SAT(超音波扫描成像)找出异常位置
  2. 再利用破坏性分析─ 微切片分析来找出问题所在,以供PCB制造商做质量改善

 德凯宜特针对车用PCB验证测试已有相当丰富的执行经验,除提供完整的测试技术及能力给客户外,也提供客户相关咨询、技术交流及验证手法的规划等服务。

 

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