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(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(gè)時(shí)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(gè)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(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(shí)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(yàn)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(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(shí)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(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，其他的熱沖擊測試方法也開發(fā)了出來，但因?yàn)闇y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(gè)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(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)移限制會大幅延長規(guī)定的熱沖擊測試時(shí)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(shí)間過長的問題，一項(xiàng)簡稱為HATS（高度加速熱沖擊）的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)改進(jìn)的測試原理是：通過減少試樣達(dá)到所需溫度極值的時(shí)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(jì)的測試取樣，對于那些想要測試實(shí)體產(chǎn)品的人來說可能不太實(shí)際；但對于設(shè)備設(shè)置來說是很有必要的，并且終能實(shí)現(xiàn)測試時(shí)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(cuò)，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(shí)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(yàn)的過程中發(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(gè)測試又有什么意義呢？
本文來自PCB007線上網(wǎng)站
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