Quando i team di ingegneri ci chiedono informazioni sulla garanzia della qualità FPC, l'idea sbagliata più comune è che l'ispezione visiva sia sufficiente. Non lo è. Lo standard IPC/JPCA-6202 e i metodi di test associati in IPC-TM-650 definiscono un linguaggio preciso per quantificare se un circuito stampato flessibile soddisfa i requisiti per una determinata classe di applicazione. Comprendere quali test sono importanti per il tuo caso d'uso specifico ti aiuta ad avere una conversazione più produttiva con il tuo produttore e riduce il rischio di sorprese nella qualificazione.
Presso CSNT-EMS a Dongguan, eseguiamo test IPC-TM-650 in base al lotto per la produzione FPC di Classe 2 e Classe 3. Questo articolo illustra i test che effettivamente incidono sul superamento o meno del circuito flessibile.
Test di resistenza alla pelatura: metodo IPC-TM-650 2.4.9
La resistenza alla pelatura misura la forza necessaria per staccare la traccia di rame dal substrato flessibile. Il test viene eseguito con un angolo di 90 gradi o 180 gradi a seconda della geometria del provino e il risultato è espresso in Newton per millimetro (N/mm).
IPC/JPCA-6202 Classe 2 richiede una resistenza minima alla pelatura del conduttore di 0,49 N/mm. La classe 3 applica lo stesso minimo. La differenza tra Classe 2 e Classe 3 dipende dalla frequenza di campionamento, non dal valore soglia e dai criteri di accettazione per il rilascio del lotto.
Il materiale Panasonic R-F777 specifica comunemente 0,525 N/mm, che fornisce un margine superiore al minimo IPC/JPCA-6202. Quando valuti la scheda tecnica di un materiale, conferma che il valore di resistenza alla pelatura riportato viene misurato secondo il Metodo 2.4.9 IPC-TM-650 e non con un metodo semplificato che potrebbe produrre risultati non comparabili.
Per la resistenza alla pelatura del coverlay, il minimo IPC/JPCA-6202 è 0,34 N/mm. I problemi di adesione del coverlay sono tipicamente riconducibili alla contaminazione della superficie del substrato prima della laminazione o a profili di temperatura e pressione di laminazione errati.
Test di rigidità dielettrica: metodo IPC-TM-650 2.5.6
Il test di rigidità dielettrica verifica che il substrato flessibile possa sopportare la tensione applicata senza rompersi. Il test applica una tensione CA tra due elettrodi incorporati nel materiale dielettrico e misura la tensione alla quale si verifica il guasto.
Per gli FPC utilizzati nell'elettronica di consumo, la tensione di prova è generalmente di 500 V CA per IPC/JPCA-6202. Per le applicazioni mediche e aerospaziali, la tensione di prova può essere più elevata a seconda dello specifico standard di sicurezza del prodotto applicabile.
I guasti alla rigidità dielettrica solitamente indicano contaminazione nello strato dielettrico, vuoti nel materiale del substrato o delaminazione tra gli strati. Un test di rigidità dielettrica fallito su un lotto di produzione è un evento raro quando l'ispezione del materiale in entrata viene eseguita correttamente.
Resistenza di isolamento: metodo IPC-TM-650 2.6.3
La resistenza di isolamento misura la resistenza tra conduttori isolati. Dopo una fase di precondizionamento dell'esposizione all'umidità (85 gradi Celsius, 85% di umidità relativa per 96 ore), la resistenza di isolamento minima per FPC è di 100 megaohm (10^8 ohm) per IPC/JPCA-6202.
Questo test è particolarmente importante per l'FPC utilizzato in ambienti ad alta-umidità o in dispositivi medici in cui viene preso in considerazione il contatto con il corpo. Una lettura bassa della resistenza di isolamento dopo l'esposizione all'umidità indica tipicamente una contaminazione ionica sulla superficie del substrato o una pulizia insufficiente dopo il processo di placcatura.
Test di contaminazione ionica: metodo IPC-TM-650 2.3.28B
La contaminazione ionica viene misurata come equivalente di cloruro di sodio in microgrammi per centimetro quadrato. Il limite per l'FPC di Classe 2 e Classe 3 è di 1,2 microgrammi per centimetro quadrato o meno.
Il test estrae i residui ionici solubili dalla superficie della tavola utilizzando un solvente e misura la conduttività della soluzione di estrazione. Livelli elevati di contaminazione ionica sull'FPC possono causare la crescita di dendriti tra tracce ravvicinate, portando a cortocircuiti intermittenti o completi durante il servizio.
Questo test viene eseguito su ogni lotto di produzione presso il nostro stabilimento di Dongguan perché la conseguenza di tale test è un guasto sul campo difficile da diagnosticare e costoso da ritirare.
Test di flessione dinamica: metodo IPC-TM-650 2.4.9.1
Per gli FPC che subiranno ripetute flessioni in servizio, il test di flessione dinamica è la procedura di garanzia della qualità più rilevante. Il test fa circolare il provino attorno a un mandrino con un raggio di curvatura e una frequenza specificati finché il circuito non si guasta o finché non viene raggiunto il conteggio dei cicli specificato.
Il metodo IPC-TM-650 2.4.9.1 specifica i parametri di test tra cui il diametro del mandrino (che determina il raggio di piegatura), il numero di cicli da eseguire e i criteri di guasto (tipicamente circuito aperto o una diminuzione specificata della resistenza di isolamento).
Per i dispositivi indossabili di consumo, una specifica comune è di 10.000 cicli con un raggio di curvatura di 0,5 mm o superiore. Per le applicazioni di dispositivi medici, le specifiche possono arrivare a 100.000 cicli o più con raggi di curvatura più stretti. Le applicazioni di display pieghevoli possono specificare 200.000 cicli.
Quando si richiede un test di flessione dinamica, specificare il raggio di curvatura, il numero di cicli e se il test viene eseguito a temperatura ambiente o a temperature estreme. I test effettuati a temperature comprese tra meno 40 e più 85 gradi Celsius sono più rappresentativi delle applicazioni automobilistiche e esterne.
Quando si qualifica un nuovo produttore di FPC, richiedere la seguente documentazione in base ai requisiti IPC/JPCA-6202.
Configurazione dell'attrezzatura di prova IPC-TM-650 per prove di resistenza alla pelatura e rigidità dielettrica
Richiedi i rapporti sui test IPC-TM-650 per resistenza alla pelatura, rigidità dielettrica e resistenza di isolamento sui campioni del primo articolo. Confermare che il test di contaminazione ionica venga eseguito su ogni lotto di produzione, non solo sul primo articolo. Richiedi il rapporto sul test di flessione dinamica se la tua applicazione richiede flessioni ripetute. Verificare che lo spessore ENIG sia misurato e documentato per spedizione.
Un produttore in grado di fornire questa documentazione dimostra il controllo e la tracciabilità del processo che vanno oltre la semplice ispezione visiva. Questa è la partnership di base per la garanzia della qualità di cui hai bisogno per la produzione FPC di Classe 2 o Classe 3.
