В сложната архитектура на електронните устройства платките могат да се разглеждат като основен хъб, отговорен за свързването и управлението на различни електронни компоненти. Въпреки това, подобно на много промишлени продукти, платките не могат да се използват постоянно и техният срок на годност се влияе от различни фактори, които влияят върху производителността, надеждността и дори експлоатационния живот на електронните устройства. Изследването на-задълбочени познания относно срока на годност на платките е от голямо значение за производителите на електронни устройства, персонала по поддръжката и ентусиастите на електрониката.
Анализ на факторите, влияещи върху срока на годност
Характеристики на материала и производствен процес
Печатните платки обикновено се изработват от стъклени влакна, смола и други субстрати, покрити с проводими материали като медно фолио. Устойчивостта на атмосферни влияния, устойчивостта на топлина и химическата стабилност на тези основни материали поставят основата за техния срок на годност. Висококачествените материали могат по-добре да поддържат стабилни физични и химични свойства, когато са изправени пред промени в околната среда като температура, влажност и киселинност. Например, използването на медно фолио с висока-чистота и стабилна смола може да намали степента на окисление на медното фолио, да сведе до минимум разширяването и деформацията на субстрата във влажна и гореща среда и по този начин да удължи живота на печатната платка. Производственият процес също е изключително критичен, от ламинирането, ецването до повърхностната обработка на печатната платка, прецизността и контролът на качеството на всяка стъпка от процеса ще повлияе на първоначалната му производителност и последващата скорост на стареене. Неправилният контрол на налягането и температурата по време на процеса на ламиниране на много-слойни плоскости може да доведе до недостатъчно междуслойно свързване, което води до разслояване с течение на времето и значително съкращаване на срока на годност.
Разлики в процесите на повърхностна обработка
Процесът на повърхностна обработка на платките оказва значително влияние върху техния срок на годност. Различните повърхностни обработки показват различна производителност по отношение на устойчивост на окисление, устойчивост на корозия и заваряемост. Процесът на потапяне на злато, поради отличната му химическа стабилност и силна устойчивост на окисляване на златния слой, може ефективно да предотврати окисляването на подложките, което води до относително дълъг срок на годност на печатни платки, обикновено до 12 месеца или дори повече. За разлика от това, органичният заваряем консервант, макар и по-евтин, има сравнително тънък филмов слой, който лесно се окислява във въздуха, а срокът му на годност обикновено е само 3-6 месеца. Печатната платка с процес на сребърно покритие е склонна към реакция на сулфуризация на сребърния слой в специфични среди, произвеждайки черен сребърен сулфид, който влияе върху способността за запояване и електрическите характеристики. Срокът му на годност също трябва да се контролира внимателно, обикновено около 6-9 месеца.
Фактори на средата за съхранение
Средата за съхранение може да се нарече „невидимият убиец“ или „защитникът“ на срока на годност на печатните платки. По отношение на температурата, идеалната температура за съхранение е между 15-30 градуса C. Прекомерната температура може да ускори стареенето на материала, причинявайки разширяване на медното фолио и омекване на субстрата, което води до повишен риск от късо съединение между веригите; Когато температурата е твърде ниска, дъската става крехка и по време на транспортиране и монтаж са склонни да се появят пукнатини. Влажността също е ключов фактор, като относителната влажност трябва да се контролира между 30% и 70%. В среда с висока влажност, печатните платки са склонни към абсорбиране на влага, причинявайки корозия на медно фолио, ръжда на спойката и повреда на електрическите връзки; Ниската влажност може лесно да генерира статично електричество и да повреди електронните компоненти на печатната платка, които са чувствителни към статично електричество. Освен това, ако има корозивни газове като серен диоксид, сероводород и др. в пространството за съхранение, те ще реагират химически с метала на повърхността на печатната платка, ускорявайки процеса на окисление и корозия и сериозно съкращавайки срока на годност.
Разлики в срока на годност на различните видове печатни платки
Разликата между гола дъска и сглобена дъска
Срокът на годност на оголените печатни платки (без инсталирани електронни компоненти) зависи главно от техните собствени материали, производствени процеси и условия на съхранение. При добри условия на съхранение, голите дъски, които са подложени на конвенционални процеси на повърхностна обработка, като пръскане с калай и позлатяване, обикновено имат срок на годност от 6-12 месеца. Но ако голите дъски се третират с лесно окисляеми повърхности като OSP, срокът на годност може да бъде само 3-6 месеца. Сглобената платка с различни електронни компоненти, запоени върху нея, представлява по-сложна ситуация. Електронните компоненти също имат свои собствени ограничения за продължителността на живота, като например електролитните кондензатори. След продължително съхранение или употреба, електролитът може да изсъхне и стойността на капацитета може да се промени, което да повлияе на цялостната работа на платката. Като цяло срокът на годност на монтажните платки варира от 2 до 10 години в зависимост от качеството и вида на избраните електронни компоненти, както и от честотата и условията на работа на платката.
Характеристики на печатни платки в различни области на приложение
В областта на потребителската електроника платките често се изработват от обикновени материали и процеси на повърхностна обработка поради стремежа им към леко тегло и ниска цена. Освен това продуктите се актуализират бързо и техният срок на годност обикновено е определен на 2-5 години, за да отговарят на изискванията за надеждност на продукта по време на нормалния му цикъл на употреба. Платките в областта на промишленото управление изискват висока надеждност поради тяхната дългосрочна-стабилна работа в сложни и тежки среди. Те често са изработени от високо-качествени материали и са подложени на стриктна трипроблемна обработка (водоустойчива, прахоустойчива и антикорозионна), със срок на годност до 5-10 години или дори повече. В областта на автомобилната електроника платките се проектират и произвеждат съгласно строги стандарти за безопасност и издръжливост, като се отчита уникалното естество на автомобилната среда (вибрации, високи и ниски температури, електромагнитни смущения и др.). Техният срок на годност обикновено е 5-8 години и през целия жизнен цикъл на автомобила работата на платката трябва да бъде стабилна, за да се осигури безопасност при шофиране и нормална работа на автомобила.