La risposta risiede nell'immenso stress termico indotto da rapidi cambiamenti di temperatura.gli ingegneri si affidano al "test della vita accelerata" per simulare le variazioni di temperatura del mondo reale e individuare precocemente i difetti latentiTra questi metodi, le prove di scossa termica e le prove di ciclo termico servono come strumenti critici per sottoporre i dispositivi a variazioni di temperatura estreme e ripetitive per accelerare i meccanismi di guasto.
Sia gli esami di shock termico che quelli di ciclo termico valutano le prestazioni di un prodotto in condizioni alternate di caldo e freddo, inducendo lo stress da espansione e contrazione termica.Come diversi materiali si espandono e si contraggono a tassi diversiTuttavia, questi metodi differiscono notevolmente nelle loro velocità di transizione di temperatura.
I test di scossa termica danno la priorità alla velocità, con variazioni di temperatura che in genere superano i 15°C al minuto.con frequenze generalmente inferiori a 15°C al minuto, spesso comprese tra 1°C e 10°C al minuto, sulla base di dati empirici.
I test di scossa termica passano rapidamente tra temperature estremamente elevate e basse, sottoponendo il dispositivo sottoposto a prova (DUT) a un'intensa tensione termica per accelerare i meccanismi di guasto.Questo metodo simula scenari in cui i prodotti subiscono bruschi cambiamenti di temperatura, come l'elettronica esterna esposta a improvvisi cambiamenti meteorologici.
In particolare, lo shock termico tende a causare insuccessi di sovraffresso come fratture delle articolazioni della saldatura dovute allo stress di trazione mentre il ciclo termico induce più comunemente affaticamento da scorrimento da taglio o rilassamento da stress.L'apparecchiatura di prova utilizza in genere una singola camera in cui la temperatura dell'aria è rapidamente alterataI sistemi avanzati come MPI Thermal® TA-Series raggiungono transizioni più veloci combinando camere di prova con sistemi di flusso d'aria termico di precisione.
Il ciclo termico (o ciclo di temperatura) valuta la resistenza di un dispositivo sotto ripetuti estremi di temperatura, puntando principalmente sui guasti causati da coefficienti di espansione termica (CTE) non corrispondenti.Imitando le fluttuazioni di temperatura del mondo reale, valuta la capacità di un prodotto di resistere a sollecitazioni termiche prolungate.
Questa prova identifica le modalità critiche di guasto, tra cui:
- difetti di interconnessione della matrice di griglia a sfere (BGA)
- Delaminazione di circuiti stampati
- Fissatura di giunzioni di saldatura
- Fallimenti della tenuta ermetica
- Danni al perno o al terminale
Il ciclo termico svolge un ruolo fondamentale nella convalida dei PCB post-assemblaggio. Esponendo le schede assemblate a lunghe variazioni di temperatura, gli ingegneri possono valutare la durata in condizioni realistiche.Rispetto allo shock termico, il ciclo termico offre un metodo di valutazione più pratico e robusto.
Il processo di ciclo termico standard prevede:
- Preparazione:Ispezione dei PCB per i difetti visibili
- Prova iniziale:Verifica della funzionalità di riferimento
- Ciclo di temperatura:Fase ripetute di riscaldamento/raffreddamento con tempi di permanenza controllati
- Prova intermittente:Monitoraggio delle prestazioni durante i cicli
- Analisi finale:Valutazione completa dopo la prova
La crescente domanda di elettronica affidabile ha portato innovazioni nel test dei PCB.
L'automazione riduce l'errore umano aumentando al contempo il throughput.
Le camere moderne forniscono un controllo preciso della temperatura, simulando diverse condizioni ambientali per una valutazione accurata dell'affidabilità.
I sistemi di monitoraggio avanzati tracciano i profili di temperatura, lo stress meccanico e le metriche di prestazione durante i test, consentendo miglioramenti della progettazione basati sui dati.