|
Anzeige
|
Künstliche Alterung von LeiterplattenMoin, wie oben schon steht ist meine Frage wie ich Leiterplatten schnell altern lassen kann. Das es dabei natürlich nicht einer natürlichen Alterung entspricht ist mir völlig klar, mir geht es eher darum das ich die Benetzung auf PCBs testen möchte. Mir steht dafür ein Trockenofen mit 125 und einer mit 60 Grad zur Verfügung Ebenso könnte ich die Leiterplatten in einer Dampfphasenlötanlage altern lassen Neben der rein thermischen Alterung sollte man aber auch noch beachtena, dass es eine Alterung auf Grund der Adsorption von Schadgasen gibt. Dadurch können insbesondere offene Kontakte und Pads massiv geschödigt werden. Geht es bei Deiner Anforderung darum, unbestückte Leiterplatten zu untersuchen, insbesondere in Hinblick auf die spätere Lötbarkeit? Oder geht es um die Schädigung bereits bestückter Baugruppen, an denen später nicht mehr herumgelötet werden soll? Ist es nur eine private Bastelei bzw. persönlicher Erkenntnisgewinne, oder geht es um die Qualifizierung irgendwelcher industriellen Prozesse bzw. Qualitätsicherung? Hast Du ganz konkrete ISO-Normen für die konkrete Anforderung zur Hand, nach denen getestet werden soll? Ich könnte ggf. den Kontakt zu einer Hersteller solcher Schadgastestkammern herstellen, der viele Untersuchungen aber auch als Dienstleistung anbietet. :
Bearbeitet durch User
Wie sieht es mit Salzsprühnebel aus? Geht es um PCBs oder um PCBAs? Um welche Veränderung an der Leiterplatte geht es dir dabei?
mir geht es dabei nur um unbestückte Leiterplatten und die Lötbarkeit
Im Rahmen meiner Abschlussarbeit meiner Ausbildung möchte ich halt einen Prozess einführen zum testen von überlagerten Leiterplatten, Ich habe Leiterplatten da, allerdings sind diese noch nicht über das eine Jahr der Herstellergarantie, deshalb möchte ich diese schnell künstlich altern lassen
Habe ich leider nicht zur Verfügung :/
geht um PCBs
grundlegend um die Korrosion der Oberflächenmetallisierung Alternativer Ansatz: Kaufe alte unbestückte Platinen auf. Der ein oder andere mag signifikanten Bestand in seiner Wühlkiste haben.
Problem bei diesem Ansatz sind die nicht näher definierten Lagerbedingungen. Nicht in jeder Wühlkiste herrscht das gleiche Klima. Und wenn man sich schon den Aufriss macht, das gezielt zu untersuchen, stelle ich mir vor, möchte man auch wissen, /wie/ die Platinen gealtert sind.
Meistens liegt es an der Zeit, dass Dinge alt werden. Normalerweise gibt es dafür sogenannte ALT und HALT. Highly Accelerated Life Test: Schauen, bei welcher Temperatur (und anderen Umgebungsbedingungen wie Vibration und Feuchte) das Gerät komplett ausfällt Accelerated Life Test: Über einen längeren Zeitraum (Wochen/Monate) durch erhöhte Temperatur unterhalb der Zerstörungsgrenze (+ ggf Vibration und Feuchte) Alterung simulieren. Es gibt entsprechende Formeln, mit denen man einen Beschleunigungsfaktor ausrechnen kann. Temperatur, Feuchtigkeit, Vibration, Anzahl der Geräte,... haben alle einen Einfluss auf diese Beschleunigung. Wenn ich mich recht erinnere, hatte ich mal einen ALT mit 16 Geräten gleichzeitig in einer Klimakammer durchgeführt. 95°C bei 95% Luftfeuchte entsprachen 16 Jahre in 6 Wochen. Aber genau bekomme ich es nicht mehr zusammen.
K-08 Feuchte Wärme zyklisch (DIN EN 60068-2-30), ggf auch K-14 Feuchte Wärme konstant (DIN EN 60068-2-78, 1500 h bei 65 °C / 93% rel. F.).
Du brauchst aber auch eine Möglichkeit, die Feuchte zu kontrollieren. Reine Temperatur bringt nicht viel.
Wenns um die Lötbarkeit geht, würde ich die Oxidation des Kupfers beschleunigen. Dazu gibt es unterschiedliche Formen wie Essig + Salz, Zitronensäure oder andere Stoffe. Diesen Test kannst du auch gut zeitlich takten, indem du alle Platinen gleichzeitig in die Lösung gibst und sie dann in definierten zeitlichen Abständen herausnimmst und auf die Lötbarkeit prüfst.
Blankes Kupfer sollte auf den Leiterplatten nicht zu sehen sein. An den Lötstellen sollte eine Beschichtung aus z.B. Zinn oder Gold (ENIG) sein und über den Leiterbahnen Lack. Mit schlechter Lötbarkeit hatten wir hier bisher kaum Probleme bei alten Leiterplatten, eher mit Delamination im Reflowofen wegen aufgenommener Feuchtigkeit. :
Bearbeitet durch User
Bei überlagerten Leiterplatten kommt es gelegentlich vor, dass bei ENIG die Goldschicht im Laufe der Zeit ins Kupfer diffundiert, vermutlich bei nicht aufgebrachter oder zu dünner Nickel-Phosphor- oder Palladiumschicht.
Wenn bei ENIG eine Palladiumschicht vorhanden ist, ist die Leiterplatte in den falschen Prozess gelaufen. Ni als Diffusionssperre muss in jedem Fall dazwischen. https://www.uyemura.com/articles/lead-free-surface-finishes.html :
Bearbeitet durch User
125 °C reicht nicht, wenn du es noch in endlicher Zeit erleben wirst, zumindest bei vergoldeten Lötflächen nicht. Da musst du schon eher an 200 °C ran kommen, aber das provoziert ganz neue Fehlermodi, wie die Verglasung vom Epoxydharz. Mit Feuchtigkeit bekommst du alles extrem schneller kaputt. Aber dafür benötigst du einen Autoklaven. Das ist auch weitab von Trivial handzuhaben.
Viel zu unkontrolliert und zu heiß. -> Such dir ein Labor, welches das professionell macht.
Gast
#8041862
Gibts im Haushaltswarenladen: Schnellkochtopf.
Die 120 °C sind schon mal sehr viel mehr, als die knapp 100 bei Atmosphärendruck, da geht aber noch einiges mehr mit richtigen Autoklaven. Bei hohen Temperaturen reicht schon eine sehr geringe Menge an Wasser, um gesättigte Feuchtigkeit zu erreichen. Da aktivierst du jedoch gleich einen neuen Fehlermodus mit. Wenn die Platine an der Atmosphäre ein wenig Feuchtigkeit gezogen hat und dann über 100 °C erhitzt wird, verdampft das Wasser, drückt die Laminatebenen auseinander und zerstört so die Platine. Daher sollen Platinen vor dem Reflow / Dampfphasenlöten vorab in einem Trockenschrank liegen, um diese Feuchtigkeit aus der Platine zu beseitigen. Das gilt ebenso für die zu verlötenden Bauteile.
Delamination und Zersetzung wegen fehlende Passivierung ist so das einzige was einem an Alterungsproblemen passieren kann. Hatte man eine Platine mit offensichtlichen Delimanation ("blasenähnliche" Aufwölbungen wie bei einer Folie mit nicht herausgestrichenen Luftblasen), die ihren Defekt dadurch verhielt, das sie einem über Wochen als Lötunterlage diente. Ansonsten gibt es im sicherheitskritischen Bereich Standardprozeduren wie man Alterung von Elektronik "beschleunigt" (Enviromental Stress screening: Und wo es keine Standards hat, hat es mindestens Empfehlungen:
Angehängte Dateien:
Das klingt professionell.
Zyklen ähnlich Deinem Anhang sind mir bekannt, aber mit vollbestückter Baugruppe. Nach der ungenügenden Eingangsfrage hat er nachgelegt:
Also unbestückte Platten, die dürften sich für ein paar Temperaturzyklen nicht interessieren oder zumindest nur dann, wenn die Umgebungsluft definierte Schadstoffe enthält.
IMHO geht es hier um beschleunigte Nachstellung des typischen Umgebungsstresses, völlig unabhängig ob PCB oder PCBA (PCB Assembled/"bestückt").
Ist auch ne Frage wie lange diese Platinen unbestückt sind, Praxis sind IMHO höchstens wenige Tage/Wochen. Soweit mir bekannt, hat der Lötvorgang hauptsächlich Probleme mit Platinen/Material das Feuchtigkeit angezogen hat und "backt" deshalb die Platinen vor dem Löten (IMHO egal ob Vapour Phase oder IR-Reflow als Lötvorgang) aus. Ausbacken kann IMHO entfallen, wenn das PCB trocken gelagert wurde (dry bag). Nach dem Ausbacken hat man wohl bis zu 48h für das Bestücken. Angaben wurden für NRW in .de gemacht, mglw. gibt es entsprechend dem Mittel der Luftfeuchte für andere Regionen andere Zahlen. Also eventuell sollte man die Heizzyklen mit Feuchte (aus demineralisierten Wasser) fahren (wenn der Klimaschrank das unterstützt). Ich erwarte ebenfalls, das sich die Eigenschaften hinsichtlich Benetzbarkeit nicht ändert, aber auch das kann eine Erkentnis sein die man erst experiementell ermitteln muss. Wie geschrieben, ich kenne einen Fall von Schäden, die mit "fehlender Passivierung" beschrieben wurde, eine (via)- Oberfläche, die innerhalb weniger Wochen die Farbe wechselte und "nicht gut" aussah. Es könnte jetzt sein (Spekulation) das die Passivierung (Entfernung chemisch aktiver Substanzen von PCB) nicht vergessen wurde, sondern im/bei Lötprozess nebenher passiert (und sei es das Clean im Abschluss) und da man von einer kurzen Zeit bis zum Löten rechnete nicht direkt nach der Fertigung ausgeführt wurde. So eine fehlende Passivierung könnte man durch Temperaturzyklen erkennen (van-’t-Hoff’sche Regel -> https://de.wikipedia.org/wiki/RGT-Regel). Also nicht Schadstoffe hinzufügen, sondern die nicht entfernten "Schadstoffe" aktivieren. Eventuell kann ein Prozess-Experte für Galvanisierung weiterhelfen, IMHO dürfte eine definierte Anzahl von T-Zyklen ausreichen. Welche das sind, könnte auch in den firmeninternen Guidelines zu finden sein. Hersteller von Klimaschränken (bspw. Vötsch, jetzt wohl unter weiss-technik.com) haben sicher auch Erfahrung mit typischen Zyklen beim Kunden. :
Bearbeitet durch User
Unbestückte Leiterplatten sind nur die halbe Wahrheit. Bestückte Leiterplatten leiden z.B. teilweise auch noch unter mechanischen und elektrischen Resonanzen und Schmutz. Ein Kollege hat vor vielen Jahren im feucht-tropischen Vietnam "Fehlersuche" durch Schnipsen mit dem Finger gemacht. Die korrodierten Transistoren fielen dann von der Leiterplatte. Mir brachen an Maschinen regelmäßig dicke Freilaufdioden durch mechanische Resonanzen an Zugmagneten ab... Durch ausreichende Qualitätssicherung sollte das vermieden werden.
fein bemerkt https://de.wikipedia.org/wiki/Adsorption ...Anreicherung einer Substanz an der Grenzfläche... "Adsorption ist zu unterscheiden von Absorption ... bei der die Stoffe in das Innere ... eindringen" "Künstiche Voralterung" kennt man auch vom Solarium. :
Bearbeitet durch User
Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
Anzeige
|
