В сложной архитектуре электронных устройств печатные платы можно рассматривать как основной узел, отвечающий за соединение и управление различными электронными компонентами. Однако, как и многие промышленные продукты, печатные платы не пригодны для постоянного использования, а срок их хранения зависит от различных факторов, влияющих на производительность, надежность и даже срок службы электронных устройств. Изучение-глубоких знаний о сроке хранения печатных плат имеет большое значение для производителей электронных устройств, обслуживающего персонала и энтузиастов электроники.
Анализ факторов, влияющих на срок годности
Характеристики материала и процесс изготовления
Печатные платы обычно изготавливаются из стекловолокна, смолы и других подложек, покрытых проводящими материалами, такими как медная фольга. Устойчивость к атмосферным воздействиям, термостойкость и химическая стабильность этих основных материалов закладывают основу для их срока годности. Высококачественные материалы могут лучше сохранять стабильные физические и химические свойства при изменении окружающей среды, такой как температура, влажность и кислотность. Например, использование медной фольги высокой-чистоты и стабильной смолы может снизить скорость окисления медной фольги, свести к минимуму расширение и деформацию подложки во влажной и горячей среде и, таким образом, продлить срок службы печатной платы. Производственный процесс также чрезвычайно важен: от ламинирования, травления до обработки поверхности печатной платы. Точность и контроль качества на каждом этапе процесса будут влиять на его начальную производительность и последующую скорость старения. Неправильный контроль давления и температуры в процессе ламинирования много-плит может привести к недостаточному межслоевому соединению, что со временем приведет к расслоению и значительному сокращению срока годности.
Различия в процессах обработки поверхности
Процесс обработки поверхности печатных плат оказывает существенное влияние на срок их годности. Различные виды обработки поверхности демонстрируют различные характеристики с точки зрения стойкости к окислению, коррозионной стойкости и свариваемости. Процесс иммерсионного золота, благодаря своей превосходной химической стабильности и высокой стойкости к окислению золотого слоя, может эффективно предотвратить окисление контактных площадок, что приводит к относительно длительному сроку хранения печатных плат, обычно до 12 месяцев или даже дольше. Напротив, процесс органической консервации свариваемых поверхностей, хотя и дешевле, имеет относительно тонкий пленочный слой, который легко окисляется на воздухе, а срок его хранения обычно составляет всего 3-6 месяцев. Печатная плата с серебрением склонна к реакции сульфирования слоя серебра в определенных средах, образуя черный сульфид серебра, что влияет на паяемость и электрические характеристики. Срок годности также следует тщательно контролировать, обычно он составляет около 6-9 месяцев.
Факторы среды хранения
Среду хранения можно назвать «невидимым убийцей» или «защитником» срока годности печатных плат. Что касается температуры, идеальная температура хранения составляет 15–30 градусов C. Чрезмерная температура может ускорить старение материала, вызывая расширение медной фольги и размягчение подложки, что приводит к повышенному риску коротких замыканий между цепями; Когда температура слишком низкая, плита становится хрупкой, и во время транспортировки и установки могут возникнуть трещины. Влажность также является ключевым фактором, и относительную влажность следует контролировать в пределах от 30% до 70%. В условиях высокой влажности печатные платы склонны к поглощению влаги, вызывая коррозию медной фольги, ржавчину паяных соединений и повреждение электрических соединений; Низкая влажность может легко вызвать статическое электричество и повредить электронные компоненты на плате, чувствительные к статическому электричеству. Кроме того, если в помещении для хранения присутствуют агрессивные газы, такие как диоксид серы, сероводород и т. д., они вступят в химическую реакцию с металлом на поверхности печатной платы, ускоряя процесс окисления и коррозии и серьезно сокращая срок хранения.
Различия в сроке хранения разных типов плат
Разница между голой платой и собранной платой
Срок годности голых плат (без установленных электронных компонентов) в основном зависит от их собственных материалов, процессов производства и условий хранения. При хороших условиях хранения голые доски, прошедшие обычные процессы обработки поверхности, такие как оловянное напыление и золочение, обычно имеют срок хранения 6-12 месяцев. А вот если голые доски обработаны легкоокисляемыми поверхностями типа ОСП, то срок годности может составлять всего 3-6 месяцев. Собранная плата с припаянными к ней различными электронными компонентами представляет собой более сложную ситуацию. Электронные компоненты, например электролитические конденсаторы, также имеют свои ограничения по сроку службы. После длительного хранения или использования электролит может высохнуть, а значение емкости может измениться, что повлияет на общую производительность печатной платы. В целом срок годности сборочных плат составляет от 2 до 10 лет в зависимости от качества и типа выбранных электронных компонентов, а также частоты и условий эксплуатации платы.
Характеристики печатных плат в различных областях применения
В области бытовой электроники печатные платы часто изготавливаются из обычных материалов и процессов обработки поверхности из-за их стремления к легкости и низкой стоимости. Более того, продукты быстро обновляются, а срок их годности обычно составляет 2-5 лет, чтобы соответствовать требованиям надежности продукта во время его нормального цикла использования. Печатные платы в области промышленного управления требуют высокой надежности из-за их долгосрочной-стабильной работы в сложных и суровых условиях. Они часто изготавливаются из высококачественных-материалов и проходят строгую трехслойную обработку (водонепроницаемость, пыленепроницаемость и антикоррозийность) со сроком хранения до 5–10 лет и даже дольше. В области автомобильной электроники печатные платы проектируются и производятся в соответствии со строгими стандартами безопасности и долговечности с учетом уникальной природы автомобильной среды (вибрация, высокие и низкие температуры, электромагнитные помехи и т. д.). Срок их годности обычно составляет 5-8 лет, и на протяжении всего жизненного цикла автомобиля работоспособность печатной платы должна быть стабильной, чтобы обеспечить безопасность вождения и нормальную работу автомобиля.