印制線路板熱沖擊測試
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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)造開始不斷進(jìn)化,樹脂和層壓板替代了原來的纖維板和木材,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——在20世紀(jì)50年代末舉辦了次會議。
也正是在那個時候,印制線路板測試才真正成為討論話題,而批用于判斷PCB結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性的測試中就含有熱沖擊測試。這個測試非常簡單:通過將PCB暴露在極熱和極冷溫度環(huán)境下對線路板施加應(yīng)力和拉力。
在此類測試中,早開發(fā)出的一種更適用于試樣測試的測試方法——MIL-STD-202,這種方法的用途說明詳盡敘述了測試的設(shè)計目的:“本試驗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,以及零件對溫度轉(zhuǎn)換所帶來的沖擊的抵抗能力,比如設(shè)備或零件會從加熱的室內(nèi)直接轉(zhuǎn)移到嚴(yán)寒區(qū)域,這時就會經(jīng)歷溫度轉(zhuǎn)換帶來的沖擊?!?/span>
批用于判斷PCB結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性的測試中就含有熱沖擊測試。(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
該文件還描述了使用環(huán)境試驗倉和液浴的熱沖擊測試。對于使用液浴的測試,該文件在液體種類的使用方面給出了指導(dǎo)意見,顯然,對于所有列出的溫度測試條件而言,水可不是合適的液體。文件還給出了停留時間的表格。停留時間指的是試樣暴露在給定的溫度條件下停留的時間,其時長必須要確保試樣溫度達(dá)到了預(yù)期的溫度。表格還對停留時間和試樣重量的聯(lián)系給出了一些指導(dǎo)意見。我十分推薦你們用這個表格作為指導(dǎo),以達(dá)到行業(yè)公認(rèn)的停留時間。
隨著時間的推移,其他的熱沖擊測試方法也開發(fā)了出來,但因為測試本身就不是很復(fù)雜,所以這些測試方法都驚人的相似。再回到IPC,對此感興趣的委員會主動負(fù)責(zé)研發(fā)直接能測試PCB結(jié)構(gòu)的方法。其中兩個普遍的測試方法是IPC-TM-650和IPC-TM-650。每種測試方法,以及在IPC-TM-650測試方法手冊中委員會成員開發(fā)出的其他方法,都要將熱沖擊和某種分析測試相結(jié)合來評估PCB的應(yīng)力承受能力。
任何進(jìn)行過或承熱沖擊測試的人都知道這一過程是非常漫長的。我之前提到過,熱沖擊測試一點都不復(fù)雜;但熱力學(xué)定律是有極限的,因為熱質(zhì)量和熱量轉(zhuǎn)移限制會大幅延長規(guī)定的熱沖擊測試時間。
熱量轉(zhuǎn)移。(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
為了改善測試過程持續(xù)時間過長的問題,一項簡稱為HATS(高度加速熱沖擊)的技術(shù)應(yīng)運而生。這個改進(jìn)的測試原理是:通過減少試樣達(dá)到所需溫度極值的時間來加速傳統(tǒng)的熱沖擊測試。這一方法需要用到特殊設(shè)計的測試取樣,對于那些想要測試實體產(chǎn)品的人來說可能不太實際;但對于設(shè)備設(shè)置來說是很有必要的,并且終能實現(xiàn)測試時間的縮短。
后要說的是,熱沖擊測試這一概念并不是新提出的,并且在所有的測試方法中,零件暴露在特定環(huán)境中的過程也都是十分相似的。而且,考慮到測試?yán)碚摫旧硎趾唵?,可以說過去幾年中我們在這方面取得的進(jìn)步是非常少的,雖然HATS測試的前景很不錯,但也受到了一些人的反對。歸根結(jié)底,對暴露在特定環(huán)境“期間”或“前后”時段的評估是測試領(lǐng)域里的重中之重。能夠在不斷積累經(jīng)驗的過程中發(fā)現(xiàn)故障、定位故障點和理解故障原因——這才是檢驗員真正得到的收獲。這種收獲不只適用于PCB測試樣品,還適用于暴露在熱沖擊測試環(huán)境中的任何試樣。如果沒有任何可參考的度量標(biāo)準(zhǔn)來檢測樣品的可靠性,那你做這個測試又有什么意義呢?
本文來自PCB007線上網(wǎng)站
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