SIR13 – Giải pháp đo suy giảm cách điện và đánh giá độ tin cậy PCB

Giới thiệu hệ thống đo suy giảm cách điện SIR13

SIR13 được thiết kế cho các phép đo SIR tốc độ cao và độ chính xác cao, phù hợp cả nghiên cứu R&D và kiểm soát chất lượng sản xuất PCB.

Đặc điểm kỹ thuật nổi bật

• Thời gian đo nhanh đến 20 ms/kênh

• Hỗ trợ tối đa 128 kênh đo đồng thời ở mức 250V

• Sử dụng board SMU (Source Measure Unit) giúp ghi nhận chính xác dòng rò và sự hình thành ECM ngay khi xảy ra

• Hỗ trợ phương pháp đo per-pin hoặc common bias

• Dải điện áp rộng từ 25V đến 10kV (tùy loại board)

• Thiết kế dạng rack 19-inch, dễ dàng mở rộng và tích hợp buồng môi trường

So với các hệ thống đo truyền thống, SIR13 cho phép đo đồng thời nhiều mẫu, giảm đáng kể thời gian thử nghiệm và tránh bỏ sót các hiện tượng short circuit ngắn hạn – yếu tố quan trọng khi đánh giá độ tin cậy PCB.

Nguyên lý đo suy giảm cách điện và hiện tượng ECM

Trong quá trình thử nghiệm, SIR13 áp điện áp bias DC giữa các điện cực dạng comb pattern trên mẫu PCB đặt trong buồng môi trường nhiệt ẩm cao (85–90% RH).

Hệ thống đo liên tục điện trở cách điện (SIR) để phát hiện sự suy giảm xuống dưới 10⁸ Ω, đây là dấu hiệu điển hình của suy giảm cách điện do ECM.

Ứng dụng này được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế phổ biến, bao gồm:

• IPC J-STD-004C – đánh giá độ tin cậy của flux hàn

• IPC J-STD-001 – tiêu chuẩn lắp ráp PCB

• IPC-TM-650 (2.6.3.7) – phương pháp đo SIR/ECM

• Điều kiện thử nghiệm điển hình: 85°C / 85% RH, bias DC 50–100V, thời gian lên đến 168 giờ

Cơ chế ECM

• Dưới tác động của điện trường DC và độ ẩm cao

• Ion kim loại từ anode di chuyển về cathode

• Hình thành dendrite kim loại

• Dẫn đến short circuit hoặc rò điện nghiêm trọng

SIR13 ghi nhận dữ liệu theo thời gian thực, phân tích và hiển thị qua phần mềm Windows, đồng thời hỗ trợ kết nối cảm biến nhiệt độ – độ ẩm để đồng bộ điều kiện thử nghiệm.

Quy trình ứng dụng SIR13 theo tiêu chuẩn quốc tế

1. Chuẩn bị mẫu thử

• Sử dụng test coupon theo tiêu chuẩn IPC

• Pattern điện cực dạng chải (comb pattern)

• Khoảng cách điện cực: 0,1 – 0,5 mm

• Có thể bôi flux hoặc thực hiện hàn nếu đánh giá ảnh hưởng của quy trình sản xuất

2. Thiết lập hệ thống SIR13

• Lựa chọn board đo phù hợp (ví dụ: 250V per-pin 16CH)

• Kết nối tối đa 8 board trong một rack

• Cài đặt phần mềm điều khiển

• Kết nối với buồng môi trường (ETAC,…)

3. Thử nghiệm SIR

• Điều kiện môi trường:
  85°C ±2°C / 85% RH

• Áp bias: 50–100V DC (≥1 giờ trước khi đo)

• Điện áp đo: 100V DC

• Thời gian thử: 24 – 168 giờ

• Yêu cầu đạt: SIR ≥ 10⁸ Ω theo IPC J-STD-004C / IPC-TM-650

4. Phân tích kết quả

• Biểu đồ SIR theo thời gian

• Xác định fail khi:

  • SIR < 10⁸ Ω

  • Short circuit (<100 Ω)

• Đánh giá nguyên nhân do ECM

5. Báo cáo

• Xuất dữ liệu CSV

• Kết hợp hình ảnh dendrite từ kính hiển vi (nếu cần)

• Phù hợp cho báo cáo QA, khách hàng và chứng nhận

Lợi ích ứng dụng và tiêu chuẩn tham chiếu

• Tuân thủ các tiêu chuẩn:

  • IPC-TM-650 (SIR / ECM)

  • IEC 60068 (thử nghiệm môi trường)

• Giúp dự đoán tuổi thọ và độ tin cậy của PCB trong các ứng dụng:

  • Điện tử ô tô

  • Điện tử công nghiệp

  • Thiết bị điện tử độ tin cậy cao

• Được tin dùng rộng rãi tại Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan

• Phát hiện sớm suy giảm cách điện, giảm rủi ro short circuit, nâng cao an toàn và chất lượng sản phẩm