În arhitectura complexă a dispozitivelor electronice, plăcile de circuite pot fi privite ca hub-ul central, responsabil pentru conectarea și conducerea diferitelor componente electronice. Cu toate acestea, la fel ca multe produse industriale, plăcile de circuite nu sunt utilizabile permanent, iar durata lor de valabilitate este influențată de diverși factori care afectează performanța, fiabilitatea și chiar durata de viață a dispozitivelor electronice. Explorarea-cunoștințelor aprofundate despre durata de valabilitate a plăcilor de circuite este de mare importanță pentru producătorii de dispozitive electronice, personalul de întreținere și pasionații de electronice.
Analiza factorilor care afectează perioada de valabilitate
Caracteristicile materialelor și procesul de fabricație
Plăcile de circuite sunt de obicei realizate din fibră de sticlă, rășină și alte substraturi, acoperite cu materiale conductoare, cum ar fi folie de cupru. Rezistența la intemperii, rezistența la căldură și stabilitatea chimică a acestor materiale de bază pun bazele duratei lor de valabilitate. Materialele de înaltă calitate pot menține mai bine proprietățile fizice și chimice stabile atunci când se confruntă cu schimbări de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea și aciditatea. De exemplu, utilizarea foliei de cupru de înaltă-puritate și a rășinii stabile poate reduce rata de oxidare a foliei de cupru, poate minimiza expansiunea și deformarea substratului în medii umede și fierbinți și, astfel, poate prelungi durata de viață a plăcii de circuit. Procesul de fabricație este, de asemenea, extrem de critic, de la laminare, gravare până la tratarea suprafeței plăcii de circuite, precizia și controlul calității fiecărei etape a procesului îi va afecta performanța inițială și rata de îmbătrânire ulterioară. Controlul necorespunzător al presiunii și al temperaturii în timpul procesului de laminare a plăcilor multi-strat poate duce la o lipire interstrat insuficientă, ceea ce duce la delaminare în timp și la scurtarea semnificativă a duratei de valabilitate.
Diferențele în procesele de tratare a suprafețelor
Procesul de tratare a suprafeței plăcilor de circuite electronice are un impact semnificativ asupra duratei lor de valabilitate. Diferite tratamente de suprafață prezintă performanțe diferite în ceea ce privește rezistența la oxidare, rezistența la coroziune și sudarea. Procesul de imersie cu aur, datorită stabilității sale chimice excelente și rezistenței puternice la oxidare a stratului de aur, poate preveni în mod eficient oxidarea plăcuțelor, rezultând o perioadă de valabilitate relativ lungă pentru plăcile de circuite, în general de până la 12 luni sau chiar mai mult. În schimb, procesul de conservare organic sudabil, deși mai mic ca cost, are un strat de peliculă relativ subțire care se oxidează ușor în aer, iar termenul de valabilitate al acestuia este de obicei de doar 3-6 luni. Placa de circuite cu proces de placare cu argint este predispusă la reacția de sulfurare a stratului de argint în medii specifice, producând sulfură de argint neagră, care afectează lipibilitatea și performanța electrică. Perioada de valabilitate a acestuia trebuie, de asemenea, controlată cu atenție, în general în jur de 6-9 luni.
Factorii de mediu de depozitare
Mediul de stocare poate fi numit „ucigașul invizibil” sau „protectorul” perioadei de valabilitate a plăcilor de circuite. Din punct de vedere al temperaturii, temperatura ideală de depozitare este între 15-30 grade C. Temperatura excesivă poate accelera îmbătrânirea materialului, provocând expansiunea foliei de cupru și înmuierea substratului, ducând la un risc crescut de scurtcircuite între circuite; Când temperatura este prea scăzută, placa devine casantă și pot apărea fisuri în timpul transportului și instalării. Umiditatea este, de asemenea, un factor cheie, iar umiditatea relativă trebuie controlată între 30% și 70%. În medii cu umiditate ridicată, plăcile de circuite sunt predispuse la absorbția umidității, provocând coroziunea foliei de cupru, rugina îmbinărilor de lipit și deteriorarea conexiunilor electrice; Umiditatea scăzută poate genera cu ușurință electricitate statică și poate deteriora componentele electronice de pe placa de circuite care sunt sensibile la electricitatea statică. În plus, dacă în spațiul de depozitare există gaze corozive precum dioxid de sulf, hidrogen sulfurat etc., acestea vor reacționa chimic cu metalul de pe suprafața plăcii de circuit, accelerând procesul de oxidare și coroziune și scurtând serios durata de valabilitate.
Diferențele de valabilitate ale diferitelor tipuri de plăci de circuite
Diferența dintre placa goală și placa asamblată
Perioada de valabilitate a plăcilor cu circuite goale (fără componente electronice instalate) depinde în principal de propriile materiale, procese de fabricație și condiții de depozitare. În condiții bune de depozitare, plăcile goale care sunt supuse unor procese convenționale de tratare a suprafețelor, cum ar fi pulverizarea cu cositor și placarea cu aur, au în general o perioadă de valabilitate de 6-12 luni. Dar dacă plăcile goale sunt tratate cu suprafețe ușor oxidabile, cum ar fi OSP, termenul de valabilitate poate fi de numai 3-6 luni. Placa de circuite asamblată, cu diverse componente electronice lipite pe ea, prezintă o situație mai complexă. Componentele electronice au, de asemenea, propriile limitări ale duratei de viață, cum ar fi condensatorii electrolitici. După depozitare sau utilizare prelungită, electrolitul se poate usca și valoarea capacității poate varia, afectând performanța generală a plăcii de circuit. În general, termenul de valabilitate al plăcilor de asamblare variază de la 2 la 10 ani, în funcție de calitatea și tipul componentelor electronice selectate, precum și de frecvența și condițiile de funcționare ale plăcii de circuite.
Caracteristicile plăcilor de circuite în diferite domenii de aplicare
În domeniul electronicelor de larg consum, plăcile de circuite sunt adesea realizate din materiale obișnuite și procese de tratare a suprafețelor datorită urmăririi lor ușoare și cu costuri reduse. În plus, produsele sunt actualizate rapid, iar perioada de valabilitate a acestora este în general stabilită la 2-5 ani pentru a îndeplini cerințele de fiabilitate ale produsului în timpul ciclului său normal de utilizare. Plăcile de circuite din domeniul controlului industrial necesită o fiabilitate ridicată datorită funcționării lor stabile pe termen lung-în medii complexe și dure. Acestea sunt adesea fabricate din materiale de-înaltă calitate și sunt supuse unui tratament strict de trei probe (impermeabil, praf și anticoroziv), cu o perioadă de valabilitate de până la 5-10 ani sau chiar mai mult. În domeniul electronicii auto, plăcile de circuite sunt proiectate și fabricate conform standardelor stricte de siguranță și durabilitate, ținând cont de natura unică a mediului auto (vibrații, temperaturi ridicate și scăzute, interferențe electromagnetice etc.). Termenul de valabilitate al acestora este de obicei de 5-8 ani, iar pe parcursul întregului ciclu de viață al vehiculului, performanța plăcii de circuit trebuie să fie stabilă pentru a asigura siguranța la conducere și funcționarea normală a vehiculului.