Indringing van vocht en vorming van kruippaden
De terminalbehuizing van verwarmingsplaten is ontworpen om het binnendringen van oplossing te voorkomen, maar omgevingen met een hoge-vochtigheid creëren omstandigheden waarin vocht zich ophoopt via condensatiecycli. Temperatuurschommelingen tijdens productiestops- veroorzaken thermische contractie, waardoor vochtige lucht via microscopisch kleine openingen het terminalcompartiment in wordt gezogen. Eenmaal binnen zorgen herhaalde condensatie- en verdampingscycli ervoor dat geleidende zouten op de terminaloppervlakken worden afgezet.
Onderhoudslogboeken voor PCB's op natte werkbanken geven aan dat het falen van terminalverbindingen het grootst is tijdens seizoensveranderingen in de vochtigheid, waarbij de uitvalpercentages tijdens de zomermaanden met 45 tot 60 procent toenemen in niet-klimaat-faciliteiten. Het geleidingspad wordt geleidelijk gevormd over een periode van vier tot zes maanden, waarbij de weerstand-tegen-grondmetingen afneemt van beginwaarden boven 50 megaohm naar niveaus onder 1 megaohm vóór het falen.
Chemische dampaanval op afsluitcomponenten
De dampfase van het etsen en plateren van PCB's vertoont een duidelijk aanvalsmechanisme op terminalverbindingen. Cuprichloride-, ammoniumpersulfaat- en ijzerchloridedampen condenseren op de koelere oppervlakken van de terminalbehuizing, waardoor een dunne elektrolytfilm ontstaat die galvanische corrosie tussen ongelijksoortige metalen in de verbindingsconstructie bevordert.
De koperlegeringsklemmen die gewoonlijk worden gebruikt bij verbindingen met verwarmingsplaten corroderen snel in omgevingen met chloridedamp. Een faciliteit die een koperchloride-etser onder een temperatuur van 50 graden gebruikte, documenteerde de eindcorrosiesnelheden die zes keer hoger waren dan in een identieke installatie zonder blootstelling aan damp. De corrosieproducten veroorzaken weerstandsverwarming op het verbindingspunt, wat de thermische afbraak van de terminalisolatie versnelt.
Trillingen-Geïnduceerd loskomen van de verbinding
Omgevingen met een hoge-vochtigheid gaan vaak samen met trillingsbronnen in PCB-installaties. De combinatie van corrosie en trillingen versnelt de verslechtering van de verbinding, wat geen van beide mechanismen alleen zou veroorzaken. Aanvankelijk ontwikkelen veilige verbindingen corrosiefilms die de klemkracht verminderen, waardoor trillingen de terminalhardware geleidelijk losmaken.
Uit veldinspectiegegevens van 14 PCB-productiefaciliteiten bleek dat verbindingen met trillingen van meer dan 0,5 g faalfrequenties vertoonden die 2,5 keer hoger waren dan bij statische installaties. Het mechanisme voor het losmaken van trillingen is zelf-versterkend: losgemaakte verbindingen genereren plaatselijke verwarming, wat de corrosie versnelt, waardoor de klemkracht verder wordt verminderd, wat uiteindelijk leidt tot volledig falen van de verbinding.
Thermisch fietsen op terminalinterface
Verwarmingsplaten in natte PCB-banken ondergaan herhaalde thermische cycli terwijl de baden opwarmen tijdens het opstarten van de productie en afkoelen tijdens stilstand-perioden. Elke cyclus creëert thermische uitzettingsspanning op het aansluitvlak van de terminal, waar ongelijksoortige metalen met verschillende uitzettingscoëfficiënten worden samengevoegd.
Een standaard verwarmingsplaatverbinding ondergaat 400 tot 600 thermische cycli per jaar bij een typische PCB-productie. Na 800 tot 1000 cycli ontwikkelt de verbindingsinterface vermoeiingsmicro-scheuren die verdere binnendringing van vocht en corrosieversnelling mogelijk maken. Het verloop van de storing is voorspelbaar: in de maanden 1 tot en met 6 is er geen meetbare verandering, in de maanden 6 tot en met 12 is sprake van geleidelijk toenemende weerstand, en in de maanden 12 tot en met 16 is er doorgaans sprake van een volledige verbindingsfout.
Preventieve maatregelen voor PCB Wet Bench-installaties
De oriëntatie van de terminalbehuizing heeft een aanzienlijke invloed op de vochtophoping. Installaties met terminalbehuizingen die naar beneden of horizontaal zijn gericht, accumuleren minder vocht dan naar boven gerichte- aansluitingen, omdat de zwaartekracht verhindert dat water zich ophoopt in de terminalholte. Door de eenvoudige heroriëntatie van de aansluitklemmen van de verwarmingsplaten werden in één PCB-installatie de problemen met vocht-met 70 procent verminderd.
Het aanbrengen van afdichtingsmiddel op het ingangspunt van de geleidingsdraad voorkomt dat vocht langs de geleiderstrengen wordt afgevoerd. Deze afdichting moet compatibel zijn met PCB-chemie en flexibiliteit behouden binnen het temperatuurbereik.
| Verbindingsprobleem | Inspectiemethode | Vroeg waarschuwingsbord | Preventieve actie |
|---|---|---|---|
| Binnendringend vocht | Visuele inspectie op condensatie | Waterdruppels in de terminalbehuizing | Breng extra afdichtmiddel aan |
| Chemische dampcorrosie | Weerstand-tegen-grondmeting | >Een daling van 20% ten opzichte van de basislijn | Gebruik corrosie-bestendig aansluitmateriaal |
| Trillingen worden losgemaakt | Koppelcontrole met gekalibreerde sleutel | Klemkoppel onder de gespecificeerde waarde | Installeer borgringen of schroefdraad-borgmiddel |
| Thermische vermoeidheidsweerstand | Eindtemperatuurmeting | Connection temperature >10 graden boven omgevingstemperatuur | Koppel de verbinding opnieuw tijdens gepland onderhoud |
| Verslechtering van de isolatie | Megohmmeter-test | Isolatieweerstand<5 megohms | Vervang de terminalbehuizing |
Vervangingstijdstip en verbindingsonderhoud
Het monitoren van de verbindingsweerstand biedt een duidelijke vervangingsindicator voordat er een storing optreedt. Maandelijkse weerstandsmetingen stellen een basislijntrend vast, waarbij vervanging gerechtvaardigd is wanneer de waarden meer dan 30 procent afwijken van de initiële metingen.
Regelmatig opnieuw aandraaien van terminalverbindingen tijdens gepland onderhoud voorkomt losraken-gerelateerde fouten. Een heraandraaischema van elke 3 tot 6 maanden voor installaties met hoge- trillingen is effectief gebleken.
Een juiste keuze van aansluitingen-met name het gebruik van aansluitingen met een goud- of vertinnen coating die bestand zijn tegen PCB-chemicaliën-verlengt de levensduur van de verbinding aanzienlijk. Faciliteiten die deze materiaalupgrade uitvoeren, rapporteren een levensduur van de verbinding die zich uitstrekt van 18 maanden tot meer dan 42 maanden in vergelijkbare bedrijfsomstandigheden.
