印制線路板熱沖擊測試
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發布日期： 2020.07.31
印制線路板的歷史可以追溯到20世紀初期，而這個行業真正有所起色是在第二次世界大戰以后。從20世紀40年代到50年代再到60年代，PCB的構造開始不斷進化，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。隨著行業的發展，IPC——印制線路板行業的貿易協會——在20世紀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結構穩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境下對線路板施加應力和拉力。
在此類測試中，早開發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計目的：“本試驗用于判斷暴露在極高溫和極低溫環境下的零件的耐受性，以及零件對溫度轉換所帶來的沖擊的抵抗能力，比如設備或零件會從加熱的室內直接轉移到嚴寒區域，這時就會經歷溫度轉換帶來的沖擊。”
批用于判斷PCB結構穩健性的測試中就含有熱沖擊測試。（圖片來源于網絡）
該文件還描述了使用環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到了預期的溫度。表格還對停留時間和試樣重量的聯系給出了一些指導意見。我十分推薦你們用這個表格作為指導，以達到行業公認的停留時間。
隨著時間的推移，其他的熱沖擊測試方法也開發了出來，但因為測試本身就不是很復雜，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責研發直接能測試PCB結構的方法。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出的其他方法，都要將熱沖擊和某種分析測試相結合來評估PCB的應力承受能力。
任何進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雜；但熱力學定律是有極限的，因為熱質量和熱量轉移限制會大幅延長規定的熱沖擊測試時間。
熱量轉移。（圖片來源于網絡）
為了改善測試過程持續時間過長的問題，一項簡稱為HATS（高度加速熱沖擊）的技術應運而生。這個改進的測試原理是：通過減少試樣達到所需溫度極值的時間來加速傳統的熱沖擊測試。這一方法需要用到特殊設計的測試取樣，對于那些想要測試實體產品的人來說可能不太實際；但對于設備設置來說是很有必要的，并且終能實現測試時間的縮短。
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，零件暴露在特定環境中的過程也都是十分相似的。而且，考慮到測試理論本身十分簡單，可以說過去幾年中我們在這方面取得的進步是非常少的，雖然HATS測試的前景很不錯，但也受到了一些人的反對。歸根結底，對暴露在特定環境“期間”或“前后”時段的評估是測試領域里的重中之重。能夠在不斷積累經驗的過程中發現故障、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境中的任何試樣。如果沒有任何可參考的度量標準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線上網站
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