如何进行电子组件颗粒污染物风险评估
如何进行电子组件颗粒污染物风险评估 随着汽车工业等高端制造业的发展,电子产品越来越小型化、集成化,同时对其可靠性要求也越来越高。然而,微小的金属颗粒和其他污染物可能导致电子设备发生短路或性能下降,影响产品的质量和安全。因此,正确评估和管理这些污染风险变得至关重要。“技术清洁度”是有关颗粒污染物这一学科的专业术语,本文围绕技术清洁度/颗粒污染物的影响及风险评估作出概括介绍。 一、理解颗粒污染物的影响 颗粒污染物是指在电子组件或系统中存在的各种微小颗粒,这些颗粒可能来源于多种途径,包括生产过程中的材料、操作人员的衣物和皮肤、设备磨损、以及环境中的尘埃等。它们可能引发多种问题:金属颗粒可能桥接电路中的导电部分造成短路,损害设备性能甚至导致设备彻底损坏(图1);机械运动部件如连接器可能会被颗粒物阻塞,引发机械故障;某些含有腐蚀性物质的颗粒污染物还可能腐蚀金属部件或改变材料属性;在光学系统中,颗粒污染物会散射或吸收光线,降低图像质量。 二、电子组件颗粒污染物风险评估 2.1 风险评估方法一:基于击穿电压测试的击穿概率评估法 当两个带电部分连接时,就形成了一个电气接触。在电子工程中,接触的概率是一个关键因素,尤其是在评估颗粒污染物可能导致的电气短路风险时。影响接触的因素包括接触法向力、表面形貌、表面氧化层、接触持续时间、电导率、电压差以及薄膜和其他污染层(图2)。当两个接触表面相互接触时,由于表面粗糙度,实际上只有非常小的区域真正接触。这些区域被称为有效接触面。电接触的转移电阻和完成情况是由这些局部接触点的情况决定的。 2.1.1 测试准备 首先,准备好相邻的导体(如梳型电路板)及金属颗粒,手动将颗粒放置在两个导体顶部,并目视确认颗粒几何接触两个导体。 2.1.2 测试设置 设定DC电压从1V逐渐增加到60V,每次增加1V,每个电压点保持一定时长,设置合适的限流条件。 2.1.3 结果记录 记录电流显著变动时的电压,即为击穿电压。为获得具有统计性的结果,每次测试完成后,重新放置颗粒并测试,直到实现了25次击穿,最大测量次数限制为50次。 2.1.4 接触概率计算 根据公式计算出短路接触的概率: 2.2 风险评估方法二:基于模型的电气短路风险评估法 2.2.1 确定关键区域 首先,需要确定电路板上的关键区域,这些区域可能因为颗粒污染物而面临短路风险。这通常涉及到对电路板的设计进行详细分析,以识别所有可能的短路路径。...