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閎康致力建構完整服務 嚴加檢測車用PCB品質

  • 鄭斐文台北

閎康科技技術副處長張筌鈞表示,閎康提供逾100種可靠度分析項目,舉凡動態測試、環境測試、振動測試、落下測試與彎曲測試一應俱全,完整滿足車用PCB的品質檢驗需求。若再加上必要的故障分析和材料分析檢測,全部的服務項目超過300項。
閎康科技技術副處長張筌鈞表示,閎康提供逾100種可靠度分析項目,舉凡動態測試、環境測試、振動測試、落下測試與彎曲測試一應俱全,完整滿足車用PCB的品質檢驗需求。若再加上必要的故障分析和材料分析檢測,全部的服務項目超過300項。

隨著車輛安全、聯網汽車、自駕車等議題發酵,讓汽車逐步跳脫單純代步工具的角色,開始配備更多的半導體、資通訊、光電等電子配備,導入更多的電子控制單元,使汽車電子佔單台車的成本比例節節攀升,車用電路板使用量也隨之增加;因此對印刷電路板(PCB)業者而言,車用電子肯定是新藍海。

回顧台灣PCB發展的軌跡,期初側重消費性電子產品,爾後推進到工業產品,如今跨足車用電子,一路走來的市場和技術演進,PCB的技術門檻與品質挑戰愈來愈高,尤其到了車用電子階段,更需接受零失效(Zero Defect)之嚴厲考驗;只因PCB製程複雜,一旦發生不良情況,恐導致車用電子零件失效,甚至釀成人員傷亡,而車廠亦須全面召回檢測或更換零部件,可謂茲事體大。

閎康科技總經理謝詠芬表示,顯見PCB業者欲打進國際車用電子供應鏈,必須歷經嚴格的可靠度試驗,相對於以往PC或手機領域,不論在受測項目、受測頻率的提升幅度都很大;例如溫度方面,按AEC-Q100定義的溫度等級,在攝氏負40度到正150度之間,範圍巨大,至於電壓,則需具備動輒600V、甚至1000V的耐受力,欲通過這些前所未見的嚴苛規格,無疑是一場高難度的挑戰賽。

謝詠芬預期,未來車用電子將是台灣電子產業的重大出海口之一,業者必將群起跨足此市場,故對於相關可靠度測試需求勢必水漲船高;為此閎康針對車用電子主題,積極布局相關檢測服務能量,除了促使服務範疇全面覆蓋材料分析、故障分析與可靠度分析,即使單就其間最關鍵的可靠度驗證而論,亦已涵蓋半導體元件、板階、模組、系統等完整構面。

眾所皆知,汽車產業相較一般消費或工業用電子產品,確實相對封閉,各車廠皆有自己的品質驗證基準,因此迄至目前,車用PCB尚無全球一致的檢測標準可供依循。

儘管如此,PCB業者仍不乏努力前進的方向,主要是因為,縱使Bosch或Denso等一線車電大廠的要求不一,但多數的檢測規格,都是參酌AEC-Q100、IPC-TM-650等國際規範,再將試驗標準加嚴;換言之,PCB業者意挺進德、日車廠供應鏈,先決條件便是通過AEC-Q100、IPC-TM-650的試煉。

AEC-Q100為AEC組織制定的車用可靠性測試標準,測試對象為IC,被業界視為是3C或IC廠商切入國際車用大廠模組的入場券。雖然AEC-Q100看似僅與IC元件可靠度有關,惟深究箇中定義卻與板階與系統領域息息相關,其間舉凡機械衝擊(Mechanical Shock;MS)、隨機振動( Random Vibration;RV)、恆加速(Constant Acceleration;CA)或跌落(Drop Test)等與應力相關的運輸測試項目,皆是PCB廠不容迴避的考驗,閎康已提供一系列AEC-Q100規範的服務,可以完整滿足客戶的研發與驗證需求。

提供SIR、CAF多元服務  為PCB品質把關

針對另一項直接攸關車用PCB的檢測規範IPC-TM-650,閎康亦已部署完整服務。閎康可靠度測試技術處技術處長張筌鈞指出,IPC對於PCB的電氣特性、機構、材料、可靠度等等皆訂定明確規範,重點檢試方向有三,其一是環境測試,實驗溫度變化對於PCB的影響,例如最為常見、也最重要的動態溫度循環測試(Temperature Cycling Test;TCT),便屬於這個範疇。

再者是離子遷移現象的相關測試,例如表面絕緣阻抗測試(Surface Insulation Resistance;SIR)即是典型項目。深究SIR的奧妙,是在一段長時間、高溫高濕且承受一定偏壓等種種前提條件下,觀察PCB是否出現瞬間短路,或導電性陽極滋生(Conductive Anode Filament;CAF)等絕緣失效現象。

第三個方向則與無鹵素PCB相關。隨著板材變化(譬如採用眾多氫氧化金屬物質作為填充劑),導致PCB的使用壽命可能受到影響,所以需要進行熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion;CTE)方面的檢驗,例如迴流焊(Reflow)熱應力模擬測試,觀察PCB在熱的衝擊下,能否維持正常的傳輸電性功能;另一方面,考量氫氧化金屬填充劑易造成PCB趨於硬與脆,為此閎康提供彎曲試驗,藉以檢驗板材的耐受力。

謝詠芬強調,所謂可靠度,即是隨著環境條件與時間的變化而產生的品質變異,意欲判定品質好壞,可採用各式各樣的實驗方法,有些偏靜態、有些則偏動態;而閎康因應不同的條件,致力打造完整的檢測環境,協助PCB廠順利叩關車用電子商機。