IST試験とは？

インターコネクト・ストレス試験(IST)とは、プリント回路板(PCB)のインターコネクト構造のインテグレティを評価するための加速ストレス試験方法です。これは、タイムリー、反復性、再現性、かつ固有の結果を得られる客観的試験です。

ISTでは、ホール（PTH)および内部インターコネクト（ポスト）メッキ層の電気的インテグリティを監視しながら、特別に設計されたクーポンにストレスを加える加熱サイクルを作り上げます。

これは、同じ構造の異なるエリアのインテグリティを測定する方法です。ISTは、PTHおよびポストを同時に検査します。ISTでは、厳しい組み立て作業、リワーク作業、およびエンドユーザー環境に耐えうるPCB能力の判別に有用なデータを自動的に作成します。ISTは、基板品質に対する重要な評価を提供し、発生する可能性のある障害形態を見抜きます。

ISTは、IPC承認済み(TM-650 2.6.26)の試験方法です。多くの主要なOEM、CEM、およびPCBメーカーに、最終的なPCBインターコネクト・インテグリティの測定方法として採用され、急速に成長しています。

IST試験はどのように動作するのか？

ISTでは、基本的に、室温(21℃)から150℃に急速加熱し、その後、強制的に冷やして室温に戻すという急速加熱サイクルを通じてテスト・クーポンを運用します。クーポンの加熱サイクルに伴い、回路抵抗の変化が監視されます。10％増加した時点で、障害発生とみなされ、そこで試験が停止されます。したがって、ISTでは、障害が発生したその瞬間に、試験（ストレス）を停止することができます。

試験温度は、260℃まで上げることができます（新しい無鉛プロセス用）。

試験は、ホール・サイズ、銅重量、レイヤー数、インターコネクション・タイプなどを含む重要な基板属性を反映するクーポンの設計に依存しています。クーポンは、PowerおよびSenseという2つの個別回路で設計されています。Power回路は、クーポンの加熱とポスト・インテグリティの試験に使用されます。Sense回路は、PTHまたはPTV（VIAを介してメッキ）の抵抗変化の監視に使用されます。Sense回路は、著しい電力を受け入れません。Power回路上では、PTHまたはPTVの中心帯（中央の部分）には電力が適用されていません。

理想的には、クーポンの合計抵抗は300～1000µΩの範囲内でなければなりません。この要件を達成するために、ライン幅は試験機器のニーズに応じて定義されています。この要件は、無鉛温度極限(235℃)を達成するための、将来的な製品の試験にも対応できます。

クーポンの設計には、多数の種類があり、PWB社では、ほとんどのアプリケーションに柔軟に対応できる汎用設計ファイルの使用をお勧めしています。また、PCBの既存戦略に対応する、多数のクーポン設計もご用意しています。汎用クーポンは、デュアルSense回路とデュアルPower回路をもち、最大限の柔軟性を発揮することができます。PWB社のWebサイトでは、特定要件に対応する多数の特別なクーポン設計をご紹介しています。また、PCB内固有アプリケーション試験用の注文設計にも対応可能です。

クーポンはどのようにテストされていますか？

Power回路は、直流電流を使用して、クーポンを150℃まで加熱します。同時に、Sense回路の抵抗が監視されます。通常、試験はどちらかの回路の抵抗が10％増加するか、または1000サイクルが完了した時点で終了されます。Sense回路は、熱サイクルの低レベルでの変化測定を促進するために設計されています。抵抗が10％増加した時点で障害発生とみなされ、クーポンが過度の損傷を負う前に（クーポンへの損傷は、障害の根本的な原因を検出する能力を低下させます）、試験を停止します

どんなデータがこの試験により得られますか？

システムは、個々の熱サイクルと累積サイクル・データを提示すると同時に、抵抗アクティビティ・グラフがリアルタイムに表示されます。各サイクルにおいて、自動グラフ作成ツールを用いて分析データが簡素化されます。追加のデータ収集は、加熱時における上位ステージおよび冷却時における下位ステージで行われます。

試験中に収集されたデータには、障害発生または完了したサイクル数、各回路の抵抗、高温または低温時の抵抗が含まれています。データの評価により、障害の形状と回路の整合性を示すことができます。

結果は、類似製品の履歴記録と比較されます。これにより、業界、カスタマー、および内部要件と比較した性能能力の定量化ができます。

どうしてISTを実行するのですか？

OEM、CEM、およびPCB加工業者の皆様が、ISTを、最も適したPCB試験方法として採用している理由は、費用および時間の節約という面にあります。ISTは、その他の各種方法と比較して、加速ストレス試験完了までにコストがかからないだけでなく、さらに、組み立て作業、リワーク作業、およびエンドユーザー環境での基盤信頼性における代表的な包括的試験を実現します。ISTは、客観的、かつ反復性および再現性のある結果をともなう包括的な試験方法です。

ISTでは、数百ものホールおよびインターコネクションの試験を実施するため、試験は、回路の品質を統計的に示すものとなります。

IST試験は、致命的な障害が発生し、致命的な損害が及ぼされる前に停止します。これにより、熱画像を使用したクーポン内の障害エリアの検出と、正確な損傷箇所の断面評価が可能になります。

その他の試験方法には、著しい制限があります。断面図分析が作業に盛り込まれており、習熟度と、主観的な評価が必要となります。これにより、ランダム性が制限され、統計的にもサンプル･サイズに関係します。ソルダーのフロート・テストは、判別用の評価のみに制限されており、今日の組立て環境を代表するものではありませんし、また、有毒鉛の使用における問題点もあります。加熱サイクルは、コストが高いうえに速度が遅く、PTHおよびインターコネクト障害前を差別化する利点がありません。

ISTの利点は何ですか？

ISTでは、結果が迅速に入手できます。これにより、早急に結果が必要とされる場合に、指定されたタイムフレーム内で試験を迅速に行うことができます。加熱サイクル法よりも高速であり、また、他のほとんどすべての試験方法より、何倍も高速です。

ISTは、結果におけるあいまいさを排除します。結果には、何百ものPTHおよびインターコネクションが反映されているため、ランダムかつ潜在的な品質上の問題点を検出する確率が向上します。試験により、無鉛温度レベルなど、組み立て、リワーク、およびエンドユーザー環境における密接な相互努力を可能とします。

ISTは、致命的な障害が発生前に停止するため、基礎的な欠陥によって発生する障害の最終評価を下すことができます。ISTと加熱イメージ化により、ユーザーによる損傷形態の検出および評価能力を大幅に向上させます。

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