フレキシブルPCB信頼性試験:重点検査項目と使用機器
製品品質確保には信頼性試験が標準手順です。ではFPC(フレキシブルプリント基板)の試験とは?重要試験と関連機器をまとめました。
FPC信頼性検査は主に3部門で構成されます:
- 信頼性検証
- 化学・有害物質分析
- 故障解析
1. 信頼性検証
信頼性検証は原材料、プロセス、製品を検証し、新製品開発段階と量産を管理します。試験項目・機器が最も多く、順に解説します。
1.1 材料物理特性試験
FPC材料のキーポイントは柔軟性です。耐折試験機と屈曲耐久試験機で材料の曲げ・柔軟性能を検査。
1.2 厚み測定
厚みはFPC製品の主要パラメータ。X線膜厚計で電気めっき製品の厚みが規格適合か検査。
1.3 電気特性試験
電気特性はFPC性能に大きく影響。VNA(ベクトルネットワークアナライザ)で高周波・高速回路損失測定、TDR(タイムドメインリフレクトメーター)で特性インピーダンス試験。
1.4 半田付け品質試験
半田付けはFPC製造の重要管理点。ウェッティングバランス試験機で半田付け品質を検査。
1.5 ワイヤボンディング試験
もう一つの重要管理点。ワイヤボンディングはFPCと他部品の接続品質を決定。高性能自動ワイヤボンディング装置でボンディングパッドを模擬パラメータで検証。
さらに引張試験機で半田プッシュ力やワイヤボンディング引張強度を試験。
1.6 環境試験
FPC製品が様々な環境に耐えられるか検査するため環境試験は必須。熱衝撃試験機で製品・材料の温度サイクル・熱衝撃試験。
また恒温恒湿槽で温湿度サイクルと経年劣化試験を実施。
2. 化学・有害物質分析
環境保護は喫緊の課題。プロセス化学溶液と製品有害物質の定性・定量分析を行い、プロセス安定性とグリーン製品規制適合性を確保。
ここではICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析装置で重金属・有害物質を定量分析。
溶液にはイオンクロマトグラフでアニオン濃度分析、UV(紫外線)分光光度計でプロセス化学溶液分析とRoHS指令による六価クロム含有量分析、原子吸光分光計で溶液中金属濃度分析。
3. 故障解析
最後に、プロセス異常や顧客側不具合に対し精密機器で故障解析を行い、異常の根本原因を特定しプロセス改善につなげます。
故障解析では直感的に回路をまずチェック。VNAで短絡・断線箇所を特定。次に走査型電子顕微鏡(SEM)とエネルギー分散型X線分光器(EDS)で異常と汚染元素を分析。
最終段階でフーリエ変換赤外分光計(FTIR)を用い化合物を分析し、汚染源データベース構築により汚染源を特定。
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