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闳康致力建构完整服务 严加检测车用PCB质量

  • 郑斐文
闳康科技技术副处长张筌钧表示,闳康提供逾100种可靠度分析项目,举凡动态测试、环境测试、振动测试、落下测试与弯曲测试一应俱全,完整满足车用PCB的质量检验需求。若再加上必要的故障分析和材料分析检测,全部的服务项目超过300项。

随著车辆安全、联网汽车、自驾车等议题发酵,让汽车逐步跳脱单纯代步工具的角色,开始配备更多的半导体、资通讯、光电等电子配备,导入更多的电子控制单元,使汽车电子占单台车的成本比例节节攀升,车用电路板使用量也随之增加;因此对印刷电路板(PCB)业者而言,车用电子肯定是新蓝海。

回顾台湾PCB发展的轨迹,期初侧重消费性电子产品,尔后推进到工业产品,如今跨足车用电子,一路走来的市场和技术演进,PCB的技术门槛与质量挑战愈来愈高,尤其到了车用电子阶段,更需接受零失效(Zero Defect)之严厉考验;只因PCB制程复杂,一旦发生不良情况,恐导致车用电子零件失效,甚至酿成人员伤亡,而车厂亦须全面召回检测或更换零部件,可谓兹事体大。

闳康科技总经理谢咏芬表示,显见PCB业者欲打进国际车用电子供应链,必须历经严格的可靠度试验,相对于以往PC或手机领域,不论在受测项目、受测频率的提升幅度都很大;例如温度方面,按AEC-Q100定义的温度等级,在摄氏负40度到正150度之间,范围巨大,至于电压,则需具备动辄600V、甚至1000V的耐受力,欲通过这些前所未见的严苛规格,无疑是一场高难度的挑战赛。

谢咏芬预期,未来车用电子将是台湾电子产业的重大出海口之一,业者必将群起跨足此市场,故对于相关可靠度测试需求势必水涨船高;为此闳康针对车用电子主题,积极布局相关检测服务能量,除了促使服务范畴全面覆盖材料分析、故障分析与可靠度分析,即使单就其间最关键的可靠度验证而论,亦已涵盖半导体元件、板阶、模块、系统等完整构面。

众所皆知,汽车产业相较一般消费或工业用电子产品,确实相对封闭,各车厂皆有自己的质量验证基准,因此迄至目前,车用PCB尚无全球一致的检测标准可供依循。

尽管如此,PCB业者仍不乏努力前进的方向,主要是因为,纵使Bosch或Denso等一线车电大厂的要求不一,但多数的检测规格,都是参酌AEC-Q100、IPC-TM-650等国际规范,再将试验标准加严;换言之,PCB业者意挺进德、日车厂供应链,先决条件便是通过AEC-Q100、IPC-TM-650的试炼。

AEC-Q100为AEC组织制定的车用可靠性测试标准,测试对象为IC,被业界视为是3C或IC厂商切入国际车用大厂模块的入场券。虽然AEC-Q100看似仅与IC元件可靠度有关,惟深究个中定义却与板阶与系统领域息息相关,其间举凡机械冲击(Mechanical Shock;MS)、随机振动( Random Vibration;RV)、恒加速(Constant Acceleration;CA)或跌落(Drop Test)等与应力相关的运输测试项目,皆是PCB厂不容回避的考验,闳康已提供一系列AEC-Q100规范的服务,可以完整满足客户的研发与验证需求。

提供SIR、CAF多元服务  为PCB质量把关

针对另一项直接攸关车用PCB的检测规范IPC-TM-650,闳康亦已部署完整服务。闳康可靠度测试技术处技术处长张筌钧指出,IPC对于PCB的电气特性、机构、材料、可靠度等等皆订定明确规范,重点检试方向有三,其一是环境测试,实验温度变化对于PCB的影响,例如最为常见、也最重要的动态温度循环测试(Temperature Cycling Test;TCT),便属于这个范畴。

再者是离子迁移现象的相关测试,例如表面绝缘阻抗测试(Surface Insulation Resistance;SIR)即是典型项目。深究SIR的奥妙,是在一段长时间、高温高湿且承受一定偏压等种种前提条件下,观察PCB是否出现瞬间短路,或导电性阳极滋生(Conductive Anode Filament;CAF)等绝缘失效现象。

第三个方向则与无卤素PCB相关。随著板材变化(譬如采用众多氢氧化金属物质作为填充剂),导致PCB的使用寿命可能受到影响,所以需要进行热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion;CTE)方面的检验,例如回流焊(Reflow)热应力模拟测试,观察PCB在热的冲击下,能否维持正常的传输电性功能;另一方面,考量氢氧化金属填充剂易造成PCB趋于硬与脆,为此闳康提供弯曲试验,借以检验板材的耐受力。

谢咏芬强调,所谓可靠度,即是随著环境条件与时间的变化而产生的质量变异,意欲判定质量好坏,可采用各式各样的实验方法,有些偏静态、有些则偏动态;而闳康因应不同的条件,致力打造完整的检测环境,协助PCB厂顺利叩关车用电子商机。