印制線路板熱沖擊測(cè)試
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發(fā)布日期： 2020.07.31
印制線路板的歷史可以追溯到20世紀(jì)初期，而這個(gè)行業(yè)真正有所起色是在第二次世界大戰(zhàn)以后。從20世紀(jì)40年代到50年代再到60年代，PCB的構(gòu)造開(kāi)始不斷進(jìn)化，樹(shù)脂和層壓板替代了原來(lái)的纖維板和木材，鉚釘代替了早期的電鍍通孔。隨著行業(yè)的發(fā)展，IPC——印制線路板行業(yè)的貿(mào)易協(xié)會(huì)——在20世紀(jì)50年代末舉辦了次會(huì)議。
也正是在那個(gè)時(shí)候，印制線路板測(cè)試才真正成為討論話題，而批用于判斷PCB結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性的測(cè)試中就含有熱沖擊測(cè)試。這個(gè)測(cè)試非常簡(jiǎn)單：通過(guò)將PCB暴露在極熱和極冷溫度環(huán)境下對(duì)線路板施加應(yīng)力和拉力。
在此類測(cè)試中，早開(kāi)發(fā)出的一種更適用于試樣測(cè)試的測(cè)試方法——MIL-STD-202，這種方法的用途說(shuō)明詳盡敘述了測(cè)試的設(shè)計(jì)目的：“本試驗(yàn)用于判斷暴露在極高溫和極低溫環(huán)境下的零件的耐受性，以及零件對(duì)溫度轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的沖擊的抵抗能力，比如設(shè)備或零件會(huì)從加熱的室內(nèi)直接轉(zhuǎn)移到嚴(yán)寒區(qū)域，這時(shí)就會(huì)經(jīng)歷溫度轉(zhuǎn)換帶來(lái)的沖擊。”
批用于判斷PCB結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性的測(cè)試中就含有熱沖擊測(cè)試。（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
該文件還描述了使用環(huán)境試驗(yàn)倉(cāng)和液浴的熱沖擊測(cè)試。對(duì)于使用液浴的測(cè)試，該文件在液體種類的使用方面給出了指導(dǎo)意見(jiàn)，顯然，對(duì)于所有列出的溫度測(cè)試條件而言，水可不是合適的液體。文件還給出了停留時(shí)間的表格。停留時(shí)間指的是試樣暴露在給定的溫度條件下停留的時(shí)間，其時(shí)長(zhǎng)必須要確保試樣溫度達(dá)到了預(yù)期的溫度。表格還對(duì)停留時(shí)間和試樣重量的聯(lián)系給出了一些指導(dǎo)意見(jiàn)。我十分推薦你們用這個(gè)表格作為指導(dǎo)，以達(dá)到行業(yè)公認(rèn)的停留時(shí)間。
隨著時(shí)間的推移，其他的熱沖擊測(cè)試方法也開(kāi)發(fā)了出來(lái)，但因?yàn)闇y(cè)試本身就不是很復(fù)雜，所以這些測(cè)試方法都驚人的相似。再回到IPC，對(duì)此感興趣的委員會(huì)主動(dòng)負(fù)責(zé)研發(fā)直接能測(cè)試PCB結(jié)構(gòu)的方法。其中兩個(gè)普遍的測(cè)試方法是IPC-TM-650和IPC-TM-650。每種測(cè)試方法，以及在IPC-TM-650測(cè)試方法手冊(cè)中委員會(huì)成員開(kāi)發(fā)出的其他方法，都要將熱沖擊和某種分析測(cè)試相結(jié)合來(lái)評(píng)估PCB的應(yīng)力承受能力。
任何進(jìn)行過(guò)或承熱沖擊測(cè)試的人都知道這一過(guò)程是非常漫長(zhǎng)的。我之前提到過(guò)，熱沖擊測(cè)試一點(diǎn)都不復(fù)雜；但熱力學(xué)定律是有極限的，因?yàn)闊豳|(zhì)量和熱量轉(zhuǎn)移限制會(huì)大幅延長(zhǎng)規(guī)定的熱沖擊測(cè)試時(shí)間。
熱量轉(zhuǎn)移。（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
為了改善測(cè)試過(guò)程持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，一項(xiàng)簡(jiǎn)稱為HATS（高度加速熱沖擊）的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)改進(jìn)的測(cè)試原理是：通過(guò)減少試樣達(dá)到所需溫度極值的時(shí)間來(lái)加速傳統(tǒng)的熱沖擊測(cè)試。這一方法需要用到特殊設(shè)計(jì)的測(cè)試取樣，對(duì)于那些想要測(cè)試實(shí)體產(chǎn)品的人來(lái)說(shuō)可能不太實(shí)際；但對(duì)于設(shè)備設(shè)置來(lái)說(shuō)是很有必要的，并且終能實(shí)現(xiàn)測(cè)試時(shí)間的縮短。
后要說(shuō)的是，熱沖擊測(cè)試這一概念并不是新提出的，并且在所有的測(cè)試方法中，零件暴露在特定環(huán)境中的過(guò)程也都是十分相似的。而且，考慮到測(cè)試?yán)碚摫旧硎趾?jiǎn)單，可以說(shuō)過(guò)去幾年中我們?cè)谶@方面取得的進(jìn)步是非常少的，雖然HATS測(cè)試的前景很不錯(cuò)，但也受到了一些人的反對(duì)。歸根結(jié)底，對(duì)暴露在特定環(huán)境“期間”或“前后”時(shí)段的評(píng)估是測(cè)試領(lǐng)域里的重中之重。能夠在不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)故障、定位故障點(diǎn)和理解故障原因——這才是檢驗(yàn)員真正得到的收獲。這種收獲不只適用于PCB測(cè)試樣品，還適用于暴露在熱沖擊測(cè)試環(huán)境中的任何試樣。如果沒(méi)有任何可參考的度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)樣品的可靠性，那你做這個(gè)測(cè)試又有什么意義呢？
本文來(lái)自PCB007線上網(wǎng)站
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