پاسخ در فشار حرارتی عظیم ناشی از تغییرات سریع دمای است.مهندسان برای شبیه سازی تغییرات دمایی در دنیای واقعی و تشخیص زود هنگام نقص های پنهان، به "بررسی سریع عمر" متکی هستنددر میان این روش ها، آزمایش شوک حرارتی و آزمایش چرخه حرارتی به عنوان ابزارهای حیاتی برای قرار دادن دستگاه ها در معرض تغییرات شدید و تکراری دما برای تسریع مکانیسم های شکست عمل می کنند.
هر دو آزمایش شوک حرارتی و چرخه حرارتی عملکرد یک محصول را در شرایط متناوب گرم و سرد ارزیابی می کنند، فشار ناشی از گسترش و انقباض حرارتی را ایجاد می کنند.به عنوان مواد مختلف گسترش و انقباض در نرخ های مختلفبا این حال، این روش ها در سرعت انتقال دمای خود به طور قابل توجهی متفاوت هستند.
آزمایش شوک حرارتی اولویت سرعت را دارد، با تغییرات دمایی که معمولاً بیش از 15 درجه سانتیگراد در دقیقه است. در مقابل، چرخه حرارتی رویکرد تدریجی را اتخاذ می کند.با نرخ هایی که معمولاً کمتر از 15°C در دقیقه هستند، اغلب بین 1°C و 10°C در دقیقه بر اساس داده های تجربی.
آزمایش شوک حرارتی به سرعت بین دمای بسیار بالا و پایین تغییر می کند و دستگاه تحت آزمایش (DUT) را تحت فشار حرارتی شدید قرار می دهد تا مکانیسم های شکست را تسریع کند.این روش سناریوهایی را شبیه سازی می کند که در آن محصولات تغییرات ناگهانی در دمای آن را تجربه می کنند.، مانند الکترونیک های بیرونی که در معرض تغییرات ناگهانی آب و هوا قرار دارند.
به طور خاص، شوک حرارتی تمایل دارد باعث شکست فشار بیش از حد شود، مانند شکستگی مفاصل جوش به دلیل فشار کششی، در حالی که چرخه حرارتی معمولاً باعث خستگی یا آرامش استرس می شود.تجهیزات آزمایش معمولاً از یک اتاق استفاده می کنند که دمای هوا به سرعت تغییر می کندسیستم های پیشرفته مانند MPI Thermal TM TA-Series با ترکیب اتاق های آزمایش با سیستم های جریان هوا حرارتی دقیق، انتقال سریع تری را به دست می آورند.
چرخه حرارتی (یا چرخه درجه حرارت) مقاومت یک دستگاه را در شرایط شدید درجه حرارت مکرر ارزیابی می کند و عمدتاً بر خرابی هایی که ناشی از ضریب های عدم تطابق گسترش حرارتی (CTE) است، متمرکز می شود.با تقلید از نوسانات دمای دنیای واقعی، توانایی یک محصول را در مقاومت در برابر فشار حرارتی طولانی مدت ارزیابی می کند.
این آزمایش حالت های خطری از جمله:
- نقص های اتصال شبکه توپ (BGA)
- جداسازی صفحه مدار چاپی (PCB)
- شکستن مفاصل جوش
- شکستن مهر و موم های بسته شده
- آسیب به پین یا انتهای
چرخه حرارتی نقش محوری در تأیید PCB پس از مونتاژ دارد. با قرار دادن تخته های مونتاژ شده در معرض تغییرات دمایی طولانی مدت، مهندسان می توانند دوام را در شرایط واقعی ارزیابی کنند.در مقایسه با شوک حرارتی، چرخه حرارتی یک روش ارزیابی عملی تر و قوی تر را ارائه می دهد.
فرآیند چرخه حرارتی استاندارد شامل:
- آماده سازی:بازرسی PCB برای نقص های قابل مشاهده
- آزمایش اولیه:بررسی عملکرد پایه
- چرخه ی دمایی:فاز های تکرار شده گرمایش و خنک سازی با زمان های کنترل شده
- آزمایش متناوب:نظارت بر عملکرد در طول چرخه ها
- تحلیل نهایی:ارزیابی جامع پس از آزمایش
تقاضای رو به رشد برای الکترونیک قابل اعتماد باعث نوآوری در آزمایش PCB شده است. پیشرفت های کلیدی شامل:
اتوماسیون باعث کاهش خطای انسانی در حالی که افزایش خروجی می شود. سیستم هایی مانند MPI Thermal TM TA-Series آزمایش های حرارتی کاملا خودکار با پارامترهای قابل برنامه ریزی را امکان پذیر می کند.
اتاق های مدرن کنترل دقیق دما را فراهم می کنند، شرایط محیطی متنوع را برای ارزیابی دقیق قابلیت اطمینان شبیه سازی می کنند.
سیستم های نظارت پیشرفته پروفایل های دمایی، استرس مکانیکی و معیارهای عملکرد را در طول آزمایش ردیابی می کنند و بهبود طراحی مبتنی بر داده را امکان پذیر می کنند.