ในสถาปัตยกรรมที่ซับซ้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แผงวงจรถือได้ว่าเป็นศูนย์กลางหลัก ซึ่งรับผิดชอบในการเชื่อมต่อและขับเคลื่อนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมอื่นๆ แผงวงจรไม่สามารถใช้งานได้ถาวร และอายุการเก็บรักษาขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และแม้แต่อายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การสำรวจ-ความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับอายุการเก็บรักษาของแผงวงจรมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง และผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
การวิเคราะห์ปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุการเก็บรักษา
ลักษณะวัสดุและกระบวนการผลิต
แผงวงจรมักทำจากใยแก้ว เรซิน และพื้นผิวอื่นๆ หุ้มด้วยวัสดุนำไฟฟ้า เช่น ฟอยล์ทองแดง ความต้านทานต่อสภาพอากาศ ทนความร้อน และความเสถียรทางเคมีของวัสดุพื้นฐานเหล่านี้ถือเป็นรากฐานสำหรับอายุการเก็บรักษา วัสดุคุณภาพสูงสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่มั่นคงได้ดีขึ้นเมื่อเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความเป็นกรด ตัวอย่างเช่น การใช้ฟอยล์ทองแดงที่มีความบริสุทธิ์สูง-และเรซินที่มีความเสถียรสามารถลดอัตราการออกซิเดชันของฟอยล์ทองแดง ลดการขยายตัวและการเสียรูปของพื้นผิวให้เหลือน้อยที่สุดในสภาพแวดล้อมที่ชื้นและร้อน และช่วยยืดอายุการใช้งานของแผงวงจรอีกด้วย กระบวนการผลิตก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน ตั้งแต่การเคลือบ การแกะสลัก ไปจนถึงการรักษาพื้นผิวของแผงวงจร ความแม่นยำและการควบคุมคุณภาพของแต่ละขั้นตอนของกระบวนการจะส่งผลต่อประสิทธิภาพเริ่มต้นและอัตราการเสื่อมสภาพที่ตามมา การควบคุมความดันและอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการเคลือบของบอร์ดหลายชั้น- อาจทำให้การยึดติดระหว่างชั้นไม่เพียงพอ ส่งผลให้มีการหลุดร่อนเมื่อเวลาผ่านไป และทำให้อายุการเก็บรักษาสั้นลงอย่างมาก
ความแตกต่างในกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว
กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวของแผงวงจรมีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการเก็บรักษา การรักษาพื้นผิวที่แตกต่างกันแสดงประสิทธิภาพที่แตกต่างกันในแง่ของความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานการกัดกร่อน และความสามารถในการเชื่อม กระบวนการแช่ทอง เนื่องจากความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยมและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่รุนแรงของชั้นทอง สามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของแผ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้แผงวงจรมีอายุการเก็บรักษาค่อนข้างนาน โดยทั่วไปนานถึง 12 เดือนหรือนานกว่านั้นด้วยซ้ำ ในทางตรงกันข้าม กระบวนการกันบูดแบบเชื่อมได้แบบอินทรีย์ แม้ว่าจะมีต้นทุนต่ำกว่า แต่ก็มีชั้นฟิล์มค่อนข้างบางที่สามารถออกซิไดซ์ในอากาศได้ง่าย และอายุการเก็บรักษาโดยปกติจะอยู่ที่ 3-6 เดือนเท่านั้น แผงวงจรที่มีกระบวนการชุบเงินมีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาซัลเฟอร์ไรเซชันของชั้นเงินในสภาพแวดล้อมเฉพาะ ทำให้เกิดซิลเวอร์ซัลไฟด์สีดำ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการบัดกรีและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า อายุการเก็บรักษาควรได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวัง โดยทั่วไปประมาณ 6-9 เดือน
ปัจจัยด้านสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บ
สภาพแวดล้อมในการจัดเก็บสามารถเรียกได้ว่าเป็น "นักฆ่าที่มองไม่เห็น" หรือ "ตัวป้องกัน" ของอายุการเก็บรักษาของแผงวงจร ในแง่ของอุณหภูมิ อุณหภูมิในการเก็บรักษาที่เหมาะสมที่สุดคือระหว่าง 15-30 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่มากเกินไปสามารถเร่งการเสื่อมสภาพของวัสดุ ทำให้เกิดการขยายตัวของฟอยล์ทองแดงและพื้นผิวอ่อนตัวลง นำไปสู่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการลัดวงจรระหว่างวงจร เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป บอร์ดจะเปราะและมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวระหว่างการขนส่งและการติดตั้ง ความชื้นก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน และควรควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ระหว่าง 30% ถึง 70% ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง แผงวงจรมีแนวโน้มที่จะดูดซับความชื้น ทำให้เกิดการกัดกร่อนของฟอยล์ทองแดง ข้อต่อที่เป็นสนิม และความเสียหายต่อการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ความชื้นต่ำสามารถสร้างไฟฟ้าสถิตได้ง่ายและทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนแผงวงจรที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตเสียหายได้ง่าย นอกจากนี้ หากมีก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ฯลฯ ในพื้นที่จัดเก็บ ก๊าซเหล่านั้นจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับโลหะบนพื้นผิวของแผงวงจร เร่งกระบวนการออกซิเดชั่นและการกัดกร่อน และทำให้อายุการเก็บรักษาสั้นลงอย่างมาก
ความแตกต่างอายุการเก็บรักษาของแผงวงจรประเภทต่างๆ
ความแตกต่างระหว่างบอร์ดเปลือยและบอร์ดประกอบ
อายุการเก็บรักษาของแผงวงจรเปลือย (โดยไม่ต้องติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุ กระบวนการผลิต และสภาพการเก็บรักษาของตัวเอง ภายใต้สภาพการเก็บรักษาที่ดี บอร์ดเปลือยที่ผ่านกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวทั่วไป เช่น การพ่นดีบุกและการชุบทอง โดยทั่วไปจะมีอายุการเก็บรักษา 6-12 เดือน แต่หากบอร์ดเปลือยได้รับการบำบัดด้วยพื้นผิวที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย เช่น OSP อายุการเก็บรักษาอาจอยู่ที่ 3-6 เดือนเท่านั้น แผงวงจรที่ประกอบขึ้นซึ่งมีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ บัดกรีอยู่ ทำให้เกิดสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ก็มีข้อจำกัดด้านอายุการใช้งานของตัวเองเช่นกัน เช่น ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า หลังจากจัดเก็บหรือใช้งานเป็นเวลานาน อิเล็กโทรไลต์อาจแห้งและค่าความจุอาจลอยไป ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของแผงวงจร โดยทั่วไปอายุการเก็บรักษาของแผงประกอบจะอยู่ที่ 2 ถึง 10 ปี ขึ้นอยู่กับคุณภาพและประเภทของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เลือก ตลอดจนความถี่และสภาพการทำงานของแผงวงจร
ลักษณะของแผงวงจรในการใช้งานที่แตกต่างกัน
ในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค แผงวงจรมักทำจากวัสดุธรรมดาและกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว เนื่องจากต้องการน้ำหนักเบาและต้นทุนต่ำ นอกจากนี้ ผลิตภัณฑ์ได้รับการอัปเดตอย่างรวดเร็ว และโดยทั่วไปอายุการเก็บรักษาจะกำหนดไว้ที่ 2-5 ปีเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ในระหว่างรอบการใช้งานปกติ แผงวงจรในด้านการควบคุมทางอุตสาหกรรมต้องการความน่าเชื่อถือสูงเนื่องจากมีการทำงานที่มั่นคงในระยะยาว-ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและสมบุกสมบัน มักทำจากวัสดุคุณภาพสูง-และผ่านการบำบัดที่เข้มงวดสามประการ (กันน้ำ กันฝุ่น และป้องกันการกัดกร่อน) โดยมีอายุการใช้งานสูงสุด 5-10 ปีหรือนานกว่านั้นด้วยซ้ำ ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ แผงวงจรได้รับการออกแบบและผลิตตามมาตรฐานที่เข้มงวดเพื่อความปลอดภัยและความทนทาน โดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมในยานยนต์ (การสั่นสะเทือน อุณหภูมิสูงและต่ำ การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) โดยทั่วไปอายุการเก็บรักษาจะอยู่ที่ 5-8 ปี และตลอดวงจรชีวิตของยานพาหนะ ประสิทธิภาพของแผงวงจรจะต้องมีเสถียรภาพเพื่อความปลอดภัยในการขับขี่และการทำงานของยานพาหนะตามปกติ