1. 引言
人工智能眼鏡需長(zhǎng)期暴露在“汗液腐蝕(佩戴時(shí))、高低溫(戶外/室內(nèi)溫差)、彎折(佩戴取下)、粉塵(日常環(huán)境)”等多場(chǎng)景下,常規(guī)PCB僅能耐受6個(gè)月~1年,而用戶期望壽命≥2年——行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,未經(jīng)過全場(chǎng)景測(cè)試的AI眼鏡PCB,1年故障率超35%,某廠商曾因未做汗液腐蝕測(cè)試,導(dǎo)致用戶佩戴3個(gè)月后PCB線路腐蝕,退貨率達(dá)22%。捷配建立“AI眼鏡PCB全場(chǎng)景測(cè)試實(shí)驗(yàn)室”,覆蓋8大測(cè)試項(xiàng)目,累計(jì)測(cè)試超5000批次PCB,通過測(cè)試的PCB壽命均≥2年,故障率≤5%。本文拆解全場(chǎng)景測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、流程及失效判定,為測(cè)試工程師提供系統(tǒng)化驗(yàn)證方案。
AI 眼鏡 PCB 全場(chǎng)景可靠性測(cè)試需符合IPC-6012(印制板可靠性標(biāo)準(zhǔn))第 4 章與GB/T 2423(電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn))系列標(biāo)準(zhǔn),核心測(cè)試場(chǎng)景對(duì)應(yīng)三大失效風(fēng)險(xiǎn):一是汗液腐蝕,人體汗液含 NaCl(濃度 0.9%~1.5%)、乳酸(pH 4.0~6.5),會(huì)腐蝕 PCB 銅箔與焊盤,按GB/T 2423.17-2008(鹽霧測(cè)試) ,5% NaCl 溶液噴霧測(cè)試 48 小時(shí)后,銅箔腐蝕面積需≤5%;捷配測(cè)試顯示,未做防腐蝕處理的 PCB,48 小時(shí)鹽霧后腐蝕面積超 30%,線路導(dǎo)通率下降 50%。二是高低溫循環(huán),戶外 AI 眼鏡需耐受 - 20℃(冬季)~60℃(夏季),按GB/T 2423.22-2012(溫度循環(huán)測(cè)試) ,-40℃~85℃循環(huán) 1000 次后,PCB 無(wú)開裂、焊點(diǎn)無(wú)脫落。三是彎折疲勞,鏡腿 PCB 需耐受 10 萬(wàn)次彎折(半徑 1mm),按IPC-TM-650 2.4.31 標(biāo)準(zhǔn),彎折后線路電阻變化≤10%。此外,粉塵測(cè)試(GB/T 2423.37-2006)、振動(dòng)測(cè)試(GB/T 2423.10-2019)也需覆蓋,確保 PCB 適應(yīng)日常使用環(huán)境。
- 汗液腐蝕測(cè)試:① 配置模擬汗液(NaCl 1.0%、乳酸 0.5%,pH 5.5);② PCB 樣品浸泡其中,溫度 35℃±2℃,時(shí)間 48 小時(shí);③ 測(cè)試后檢查:銅箔腐蝕面積≤5%,焊盤無(wú)脫落,線路導(dǎo)通電阻變化≤10%,使用捷配鹽霧測(cè)試箱(JPE-Salt-400);
- 高低溫循環(huán)測(cè)試:① 溫度范圍 - 40℃~85℃,高溫段(85℃)保持 2 小時(shí),低溫段(-40℃)保持 2 小時(shí),轉(zhuǎn)換時(shí)間≤5 分鐘;② 循環(huán) 1000 次后,檢查 PCB 基材無(wú)開裂(按IPC-A-600G Class 3 標(biāo)準(zhǔn)),焊點(diǎn)空洞率≤5%,使用捷配高低溫箱(JPE-TH-500);
- 彎折疲勞測(cè)試:① 彎折半徑 1mm,角度 0°~90°,速度 30 次 / 分鐘;② 測(cè)試 10 萬(wàn)次后,線路導(dǎo)通電阻變化≤10%(初始電阻≤50mΩ),無(wú)線路斷裂,使用捷配彎折測(cè)試機(jī)(JPE-Bend-600);
- 粉塵測(cè)試:① 粉塵類型為滑石粉(粒徑 10μm~50μm),濃度 2kg/m³;② PCB 樣品置于粉塵箱,溫度 25℃±2℃,時(shí)間 24 小時(shí);③ 測(cè)試后檢查:粉塵無(wú)進(jìn)入連接器,線路導(dǎo)通正常,使用捷配粉塵箱(JPE-Dust-300);
- 振動(dòng)測(cè)試:① 振動(dòng)頻率 10Hz~2000Hz,加速度 10g,三個(gè)軸向各測(cè)試 2 小時(shí);② 測(cè)試后檢查:焊點(diǎn)無(wú)脫落,元件無(wú)松動(dòng),使用捷配振動(dòng)臺(tái)(JPE-Vib-400);
- 耐溫濕度測(cè)試:① 溫度 40℃±2℃,濕度 93%±3%,時(shí)間 1000 小時(shí);② 測(cè)試后檢查:基材無(wú)分層,阻焊劑無(wú)起泡,使用捷配溫濕度箱(JPE-TH-600);
- 焊盤耐磨性測(cè)試:① 用橡皮擦(硬度 60±5 Shore A)在焊盤往復(fù)摩擦 100 次(壓力 500g);② 測(cè)試后焊盤無(wú)露銅,符合IPC-TM-650 2.5.4.2 標(biāo)準(zhǔn);
- 絕緣電阻測(cè)試:① 施加 500V DC 電壓,測(cè)試 PCB 相鄰線路間絕緣電阻;② 絕緣電阻≥10^10Ω,符合IPC-TM-650 2.6.3.1 標(biāo)準(zhǔn)。
- 樣品準(zhǔn)備:每批次抽取 30 片 PCB(含 10 片完整 PCBA),按IPC-6012 第 4.1 條款進(jìn)行初始檢測(cè)(導(dǎo)通性、外觀);
- 分步測(cè)試:先進(jìn)行 “非破壞性測(cè)試”(絕緣電阻、外觀),再進(jìn)行 “破壞性測(cè)試”(彎折、腐蝕),避免測(cè)試順序影響結(jié)果;
- 失效判定:① 單項(xiàng)測(cè)試不達(dá)標(biāo)即為 “失效”(如汗液腐蝕后腐蝕面積超 5%);② 30 片樣品中失效數(shù)≤1 片為 “合格”(合格率≥96.7%);③ 不合格批次需分析原因(如腐蝕超標(biāo)需優(yōu)化阻焊層),整改后重新測(cè)試。
AI 眼鏡 PCB 全場(chǎng)景可靠性測(cè)試需覆蓋 “汗液、高低溫、彎折、粉塵” 等用戶實(shí)際使用場(chǎng)景,核心是按 IPC 與 GB/T 標(biāo)準(zhǔn)制定測(cè)試項(xiàng)目,通過分步測(cè)試與嚴(yán)格失效判定確??煽啃?。捷配可提供 “全場(chǎng)景測(cè)試 + 整改建議” 服務(wù):從測(cè)試方案定制(根據(jù)產(chǎn)品使用場(chǎng)景調(diào)整測(cè)試參數(shù))到全項(xiàng)測(cè)試執(zhí)行,再到失效原因分析與整改方案,助力廠商提前發(fā)現(xiàn)問題。