Dans l’architecture complexe des appareils électroniques, les cartes de circuits imprimés peuvent être considérées comme le noyau central, responsable de la connexion et du pilotage de divers composants électroniques. Cependant, comme de nombreux produits industriels, les circuits imprimés ne sont pas utilisables en permanence et leur durée de conservation est influencée par divers facteurs qui affectent les performances, la fiabilité et même la durée de vie des appareils électroniques. Explorer des connaissances approfondies sur la durée de conservation des circuits imprimés est d'une grande importance pour les fabricants d'appareils électroniques, le personnel de maintenance et les passionnés d'électronique.
Analyse des facteurs affectant la durée de conservation
Caractéristiques des matériaux et procédé de fabrication
Les cartes de circuits imprimés sont généralement constituées de fibre de verre, de résine et d'autres substrats, recouverts de matériaux conducteurs tels qu'une feuille de cuivre. La résistance aux intempéries, à la chaleur et à la stabilité chimique de ces matériaux de base constituent la base de leur durée de conservation. Les matériaux de haute qualité peuvent mieux conserver des propriétés physiques et chimiques stables face à des changements environnementaux tels que la température, l'humidité et l'acidité. Par exemple, l'utilisation d'une feuille de cuivre de haute pureté et d'une résine stable peut réduire le taux d'oxydation de la feuille de cuivre, minimiser l'expansion et la déformation du substrat dans des environnements humides et chauds, et ainsi prolonger la durée de vie du circuit imprimé. Le processus de fabrication est également extrêmement critique : du laminage à la gravure en passant par le traitement de surface du circuit imprimé, la précision et le contrôle qualité de chaque étape du processus affecteront ses performances initiales et son taux de vieillissement ultérieur. Un contrôle inapproprié de la pression et de la température pendant le processus de laminage des panneaux multicouches - peut entraîner une liaison intercouche insuffisante, entraînant un délaminage au fil du temps et une réduction significative de la durée de conservation.
Différences dans les processus de traitement de surface
Le processus de traitement de surface des circuits imprimés a un impact significatif sur leur durée de conservation. Différents traitements de surface présentent des performances variables en termes de résistance à l'oxydation, de résistance à la corrosion et de soudabilité. Le processus d'immersion de l'or, en raison de son excellente stabilité chimique et de sa forte résistance à l'oxydation de la couche d'or, peut empêcher efficacement l'oxydation des tampons, ce qui entraîne une durée de conservation relativement longue pour les circuits imprimés, généralement jusqu'à 12 mois, voire plus. En revanche, le procédé de préservation organique soudable, bien que moins coûteux, comporte une couche de film relativement mince qui s'oxyde facilement à l'air et sa durée de conservation n'est généralement que de 3 à 6 mois. Le circuit imprimé avec processus de placage d'argent est sujet à une réaction de sulfuration de la couche d'argent dans des environnements spécifiques, produisant du sulfure d'argent noir, ce qui affecte la soudabilité et les performances électriques. Sa durée de conservation doit également être soigneusement contrôlée, généralement autour de 6 à 9 mois.
Facteurs d'environnement de stockage
L'environnement de stockage peut être appelé le « tueur invisible » ou le « protecteur » de la durée de conservation des circuits imprimés. En termes de température, la température de stockage idéale se situe entre 15 et 30 degrés C. Une température excessive peut accélérer le vieillissement du matériau, provoquant l'expansion de la feuille de cuivre et le ramollissement du substrat, entraînant un risque accru de courts-circuits entre les circuits ; Lorsque la température est trop basse, le panneau devient cassant et des fissures sont susceptibles de se produire pendant le transport et l'installation. L'humidité est également un facteur clé, et l'humidité relative doit être contrôlée entre 30 % et 70 %. Dans les environnements très humides, les circuits imprimés sont sujets à l'absorption d'humidité, provoquant la corrosion des feuilles de cuivre, la rouille des joints de soudure et des dommages aux connexions électriques ; Une faible humidité peut facilement générer de l’électricité statique et endommager les composants électroniques du circuit imprimé sensibles à l’électricité statique. De plus, s'il y a des gaz corrosifs tels que le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrogène, etc. dans l'espace de stockage, ils réagiront chimiquement avec le métal à la surface du circuit imprimé, accélérant le processus d'oxydation et de corrosion et raccourcissant considérablement la durée de conservation.
Différences de durée de conservation des différents types de circuits imprimés
La différence entre une planche nue et une planche assemblée
La durée de conservation des circuits imprimés nus (sans composants électroniques installés) dépend principalement de leurs propres matériaux, processus de fabrication et conditions de stockage. Dans de bonnes conditions de stockage, les panneaux nus qui subissent des processus de traitement de surface conventionnels tels que la pulvérisation d'étain et le placage à l'or ont généralement une durée de conservation de 6 à 12 mois. Mais si les panneaux nus sont traités avec des surfaces facilement oxydables telles que l'OSP, la durée de conservation peut n'être que de 3 à 6 mois. Le circuit imprimé assemblé, sur lequel sont soudés divers composants électroniques, présente une situation plus complexe. Les composants électroniques ont également leurs propres limites de durée de vie, comme les condensateurs électrolytiques. Après un stockage ou une utilisation prolongée, l'électrolyte peut sécher et la valeur de capacité peut dériver, affectant les performances globales du circuit imprimé. En général, la durée de conservation des cartes d'assemblage varie de 2 à 10 ans, en fonction de la qualité et du type de composants électroniques sélectionnés, ainsi que de la fréquence et des conditions de fonctionnement du circuit imprimé.
Caractéristiques des cartes de circuits imprimés dans différents domaines d'application
Dans le domaine de l'électronique grand public, les cartes de circuits imprimés sont souvent constituées de matériaux ordinaires et de processus de traitement de surface en raison de leur recherche de légèreté et de faible coût. De plus, les produits sont mis à jour rapidement et leur durée de conservation est généralement fixée à 2-5 ans pour répondre aux exigences de fiabilité du produit lors de son cycle d'utilisation normal. Les cartes de circuits imprimés dans le domaine du contrôle industriel nécessitent une fiabilité élevée en raison de leur fonctionnement stable à long terme dans des environnements complexes et difficiles. Ils sont souvent fabriqués à partir de matériaux de haute-qualité et subissent un traitement strict à trois épreuves (imperméable, anti-poussière et anti-corrosion), avec une durée de conservation allant jusqu'à 5 à 10 ans, voire plus. Dans le domaine de l'électronique automobile, les circuits imprimés sont conçus et fabriqués selon des normes strictes de sécurité et de durabilité, en tenant compte de la nature unique de l'environnement automobile (vibrations, températures élevées et basses, interférences électromagnétiques, etc.). Leur durée de conservation est généralement de 5 à 8 ans et, tout au long du cycle de vie du véhicule, les performances du circuit imprimé doivent être stables pour garantir la sécurité de conduite et le fonctionnement normal du véhicule.