印製線路板熱衝擊測試
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發布日期： 2020.07.31
印製線路板的曆史可以追溯到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後。從20世（shì）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（yā）板（bǎn）替代了原來的纖維（wéi）板和木材，鉚釘代（dài）替了早期的電鍍（dù）通孔。隨（suí）著（zhe）行業的（de）發展，IPC——印製線路板行業的貿易（yì）協會——在20世紀50年代末舉辦了次會議。
也正是在那個時候，印製（zhì）線路板測（cè）試才真正成（chéng）為討論話題，而批用於判斷PCB結構穩健性的測試中就含有熱衝擊測試（shì）。這（zhè）個測（cè）試非常簡單：通過將PCB暴露在極熱和極（jí）冷溫度環境下對線路板施加應力和拉力。
在此類測試（shì）中，早（zǎo）開發出的一種更適用（yòng）於試樣測試的測試方法——MIL-STD-202，這種方法的用（yòng）途說明詳盡敘述了測試的設計目的：“本試驗用於判斷（duàn）暴露在（zài）極高（gāo）溫和極低溫環境下的零件的耐受（shòu）性，以及零件對溫度轉換所帶來的衝（chōng）擊的抵抗能力，比如設（shè）備或（huò）零件會從加熱的室內直接轉移到嚴寒區域，這時就會經曆溫度轉換帶來的衝擊。”
批用於判斷PCB結構穩健（jiàn）性的測試中就含有熱衝擊（jī）測試。（圖片來源於（yú）網絡）
該文件還描述了使（shǐ）用環境試（shì）驗倉和液浴的熱衝擊測試。對於（yú）使用液浴的測試，該文件在液體種類的使用方麵給出了指導意見，顯然，對於所有列出的溫度測試條件而言，水可不是合適（shì）的液體（tǐ）。文件還給出了停留（liú）時間的表格。停留時間（jiān）指的是試樣暴露在給定（dìng）的溫度條件下停（tíng）留的時間，其時長必須要（yào）確保試樣溫度達（dá）到了預期的溫度。表格還對停留時間和試（shì）樣重量的聯係給出（chū）了一些指導意（yì）見。我十分推薦（jiàn）你們用（yòng）這個表格（gé）作為指導（dǎo），以達到行（háng）業公認（rèn）的停留時間。
隨著時間的推移，其他的熱衝擊測試方法也開發了出來，但因（yīn）為測試本身就不是很複雜（zá），所以這些（xiē）測試方法都驚人的相似。再回到IPC，對此（cǐ）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（zhōng）委員會成員開發出的其他方法（fǎ），都要將熱衝擊和某種分析測試相結合來評估PCB的應力承受（shòu）能力。
任何進（jìn）行過或承熱衝擊測試的人都知（zhī）道這一過程是非常漫長的。我之（zhī）前提到過（guò），熱衝擊測試一點都（dōu）不複雜；但熱力學定（dìng）律是有極限的，因為熱質量和熱量轉（zhuǎn）移限（xiàn）製（zhì）會大幅延長規定的熱（rè）衝（chōng）擊測試時間。
熱量轉移。（圖片來源於網絡）
為了改善（shàn）測試過程持續時間過（guò）長（zhǎng）的問題，一項（xiàng）簡稱為HATS（高度加（jiā）速熱衝擊）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（jí）值（zhí）的時間（jiān）來加速傳統的熱衝擊（jī）測試（shì）。這一方法（fǎ）需要用到特殊設計的測試取樣，對於那些想要測試實體產品的人來說可能不太（tài）實際；但對於設（shè）備設置來說是很有必要的，並且終能實現測試時間的縮短。
後要說的是，熱衝擊測試（shì）這一概念並不是新提（tí）出（chū）的，並且在所有的測（cè）試方（fāng）法中，零件暴（bào）露（lù）在特定環境（jìng）中的過程也都是（shì）十分（fèn）相似的。而且，考慮到測試（shì）理論本身十分簡單，可以說過去幾（jǐ）年中我們在這方麵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（xiē）人的反對。歸根結底，對暴露在特（tè）定環（huán）境“期間”或（huò）“前後”時段的評估是（shì）測試領域裏（lǐ）的重中之重。能夠在不斷積累（lèi）經驗的過程中發現故障（zhàng）、定位故障點和（hé）理解故障原因——這才是檢驗員（yuán）真正得到（dào）的收獲。這種收獲不隻適用於PCB測試樣品，還適用於暴露（lù）在熱衝擊（jī）測試（shì）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麽意義呢？
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