隨著行動裝置(Mobility)越來越普及,大量的電子零組件被應用在物聯網(IoT)及車聯網(IoV)的應用上,特別是電動車(EV)的崛起,也讓電子零組件面臨到早期在燃油車較少遇到的問題,印刷電路板(PCB)尤為其中需要關注的主要零件。車用PCB的品質驗證,除可以遵循國際組織 IPC — Association Connecting Electronics Industries,針對車用電路板所訂定出的IPC-6012DA驗證規範外,也要確保符合各家車廠(OEM)及Tier 1供應商所制訂的車用電路板驗證項目,目的即為確保所生產出來的產品符合高可靠性之要求。
德凱宜特在車用PCB驗證經驗中,透過較關鍵的測試驗證項目,收斂大部分PCB產業所遇到的品質問題: 
  • 連接性異常(Connectivity issue)
連接性異常最常看到的鍍通孔(圖一)或盲孔(圖二)、埋孔斷裂造成斷路的電性異常,
圖一、鍍通孔孔壁斷裂  圖二、盲孔底部斷裂

上述異常可以使用冷熱衝擊試驗來驗證電路板,在設定的測試條件及時間下來驗證PCB是否可以耐得住快速的冷熱變化,而不會有導通電阻變化率超標的情形,車用PCB驗證除了溫度變化的條件外,更加上了電流來模擬使用狀態讓其測試環境更加嚴苛。
 
  • 絕緣性異常(Insulation issue)
絕緣性異常最常見的為表面絕緣不佳或是因為製程/材料等異常,造成絕緣電阻下降而影響絕緣性不佳,甚至嚴重到短路之電性異常(圖三及圖四)。
圖三、表面線路間的絕緣異常   圖四、孔與孔間的玻纖絲導通

驗證絕緣異常最常見的加速因子為溫度、濕度及偏壓(Bias)。無論在何種測試條件下,目的皆為驗證車用PCB在所規定的條件下,其對應時間的絕緣電阻值。而此電阻值降到何種程度算異常,或者測試多久後失效等於實際使用的壽命,每一個車用零件供應商都會有相對應的規格及方法。遵循規範必然重要,而確保自己的產品及製程能力符合高可靠度要求,相信這是每個公司所追尋的目標。
  • 爆板異常(Delamination or laminate crack issue): 
車用PCB開始了導入了綠色環境的概念,雖無鉛製程的導入較為緩慢,但在驗證過程中,也會遇到了PCB爆板的問題,就像資通訊產業2006年導入RoHS一樣。因此現有車用PCB的材料與製程都必須以較高可靠度水準,來進行驗證。
圖五、回焊模擬設備 圖六、SAT分析爆板異常影像

印刷電路板(PCB)爆板驗證方式,可以使用回焊模擬測試來進行PCB耐熱能力的驗證。此方法關鍵參數為回焊爐的溫度對應實際PCB板溫的曲線,而這些溫度要求可參考IPC, IEC等國際規範標準或各汽車電子供應商的PCB驗證要求;除回焊爐設備規格能力得符合要求外,另一個重點為經過回焊模擬後的檢查方式,包含:
  1. 非破壞性檢查方式─可使用傳統外觀檢查,也可以利用SAT(超音波掃描成像)找出異常位置
  2. 再利用破壞性分析─ 微切片分析來找出問題所在,以供PCB製造商做品質改善。
德凱宜特針對車用PCB驗證測試已有相當豐富的執行經驗,除提供完整的測試技術及能力給客戶外,也提供客戶相關諮詢技術交流驗證手法的規劃等服務。

 

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