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【干貨】PCB電路板常見溫度試驗對比,快收藏吧!

作者: salmon范 編輯: 瑞凱儀(yi)器 來(lai)源: bibil.cn 發(fa)布日期(qi): 2019.07.05
    在PCB行業驗收標準IPC-6012C中,只有三個章節的試驗牽涉到可靠性方面的要求,主要是介質耐電壓、濕熱絕緣電阻(MIR)和熱沖擊(Thermal Shock),前兩者主要評估板材可靠性,后者主要評估電鍍銅可靠性。

    熱沖擊試驗來源于IPC-6012C 3.10.8章節的要求(qiu),依照IPC-TM-650 測(ce)試(shi)方法2.6.7.2測(ce)試(shi),一般常(chang)用FR4材料的PCB選(xuan)用條(tiao)件D,在經過高(gao)低溫(wen)循環100次之后,次高(gao)溫(wen)電(dian)阻(zu)和(he)后一次高(gao)溫(wen)電(dian)阻(zu)的變(bian)化率不能超過10%,并(bing)且試(shi)驗后做顯微剖切的鍍覆孔(kong)完整性合格。

IPC-TM-650 測試

    IPC定義的熱沖擊(Thermal Shock)試驗,其與封裝業JEDEC的溫度循環試驗(TCT)類似,但與JEDEC的熱沖擊試驗(TST)有差異,因為IPC的熱沖擊試驗(TS)和JEDEC的溫度循環試驗(TCT),都是基于空氣傳熱的,而JEDEC的熱沖擊試驗(TST)是基于液體傳熱的,其溫度轉換速率遠遠高于空氣傳熱,故如果客戶要求測試TS時,還是需要確定所依據的標準和試驗條件。
    JEDEC原為美國電子工業協會EIA之下屬團體,現已獨立出來成為IC封裝業的專門組織,曾就有機IC載板與半導體成品之品檢與可靠度試驗訂定許多規范,其涉及到溫度循環方面常見的兩個試驗如下: 

    TCT:參(can)考(kao)(kao)標準JESD22-A104E,兩箱式Air to Air溫度循環試驗(yan)(Temperature Cycling Test),共有13種高低溫匹(pi)配與4種留(liu)置時間CycleTime(1、5、10、15分鐘)的級(ji)別對(dui)應,以供用戶參(can)考(kao)(kao),如下圖2和圖3所(suo)示:

,兩箱式Air to Air溫度循環試驗

溫度循環試驗

    TST:參考標準JESD22-A106B,兩槽式Liquid to Liquid高低(di)溫液體中之循環試驗,特(te)稱為ThermalShockTest熱沖(chong)擊試驗,試驗條件如下圖(tu)4所示(shi):

兩槽式高低溫循環試驗

    不管是(shi)TCT或是(shi)TST試驗(yan),其試驗(yan)時(shi)間都是(shi)很長的(de)(de)(de),而IST時(shi)間明顯小于TCT和TST,常見的(de)(de)(de)溫度循環測試曲線(xian)如圖(tu)5所(suo)示,由(you)圖(tu)可以看出,液(ye)冷式的(de)(de)(de)TST試驗(yan),高(gao)低溫轉換(huan)(huan)速(su)率(lv)是(shi)的(de)(de)(de),IST其次,TCT小,而高(gao)低溫轉換(huan)(huan)速(su)率(lv)越(yue)大,其對材料的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)也隨之增加,也就更容(rong)易失效(xiao):

溫度循環測試曲線

    IST試(shi)驗雖(sui)然(ran)試(shi)驗時(shi)間(jian)短,但其也有不足(zu)之處,它的高(gao)低溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)差是小(xiao)的,溫(wen)(wen)差決定了測試(shi)樣品(pin)的工作溫(wen)(wen)度范(fan)圍,溫(wen)(wen)差越大,代表樣品(pin)能工作在更高(gao)或更低的溫(wen)(wen)度,如圖6所示:

IST試驗

    IST因為測(ce)試(shi)時間短,溫度轉換速率大,對(dui)(dui)測(ce)試(shi)樣品(pin)的疲勞(lao)老化(hua)影響也較(jiao)大,故可以使試(shi)樣早(zao)早(zao)發(fa)生失效,比對(dui)(dui)圖7的IST失效數據(ju)和圖8的 ;   TCT失效數據(ju),可見在相同的條件下,IST試(shi)驗很早(zao)就發(fa)生的失效:

IST失效數據

TCT失效數據

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