Để đảm bảo các sản phẩm điện tử hoạt động đáng tin cậy trong môi trường khắc nghiệt,các kỹ sư dựa vào "kiểm tra cuộc sống tăng tốc" để mô phỏng sự thay đổi nhiệt độ trong thế giới thực và phát hiện sớm các khiếm khuyết tiềm ẩnTrong số các phương pháp này, thử nghiệm sốc nhiệt và thử nghiệm chu kỳ nhiệt phục vụ như những công cụ quan trọng để đưa các thiết bị vào những thay đổi nhiệt độ cực đoan, lặp đi lặp lại để tăng tốc các cơ chế thất bại.
Cả hai thử nghiệm sốc nhiệt và thử nghiệm chu kỳ nhiệt đều đánh giá hiệu suất của sản phẩm trong điều kiện nóng và lạnh xen kẽ, gây ra căng thẳng từ sự mở rộng và co lại nhiệt.Khi các vật liệu khác nhau mở rộng và co lại với tốc độ khác nhauTuy nhiên, các phương pháp này khác nhau đáng kể về tốc độ chuyển đổi nhiệt độ.
Kiểm tra sốc nhiệt ưu tiên tốc độ, với sự thay đổi nhiệt độ thường vượt quá 15 ° C mỗi phút.với tốc độ thường dưới 15 °C mỗi phút, thường giữa 1 °C và 10 °C mỗi phút dựa trên dữ liệu thực nghiệm.
Thử nghiệm sốc nhiệt nhanh chóng chuyển đổi giữa nhiệt độ cực cao và thấp, làm cho thiết bị được thử nghiệm (DUT) chịu căng thẳng nhiệt dữ dội để tăng tốc cơ chế thất bại.Phương pháp này mô phỏng các kịch bản trong đó các sản phẩm trải qua sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, chẳng hạn như thiết bị điện tử ngoài trời tiếp xúc với những thay đổi thời tiết đột ngột.
Đáng chú ý, sốc nhiệt có xu hướng gây ra sự thất bại quá tải như gãy khớp hàn do căng thẳng kéo trong khi chu trình nhiệt thường gây ra mệt mỏi kéo hoặc thư giãn căng thẳng.Thiết bị thử nghiệm thường sử dụng một buồng trong đó nhiệt độ không khí được thay đổi nhanh chóngCác hệ thống tiên tiến như MPI Thermal's TA-Series đạt được quá trình chuyển đổi nhanh hơn bằng cách kết hợp các buồng thử nghiệm với các hệ thống luồng không khí nhiệt chính xác.
Chu trình nhiệt (hoặc chu trình nhiệt độ) đánh giá độ bền của một thiết bị dưới nhiệt độ cực đoan lặp đi lặp lại, chủ yếu nhắm mục tiêu các lỗi do hệ số mở rộng nhiệt (CTE) không phù hợp.Bằng cách bắt chước biến động nhiệt độ trong thế giới thực, nó đánh giá khả năng của một sản phẩm để chịu được căng thẳng nhiệt kéo dài.
Xét nghiệm này xác định các chế độ thất bại quan trọng bao gồm:
- Các khiếm khuyết kết nối lưới bóng (BGA)
- Bảng mạch in (PCB) delamination
- Nứt các khớp hàn
- Sự cố niêm phong kín
- Pin hoặc tổn thương đầu cuối
Chu trình nhiệt đóng một vai trò quan trọng trong việc xác nhận PCB sau khi lắp ráp. Bằng cách tiếp xúc với các bảng lắp ráp với biến đổi nhiệt độ kéo dài, các kỹ sư có thể đánh giá độ bền trong điều kiện thực tế.So với sốc nhiệt, chu trình nhiệt cung cấp một phương pháp đánh giá thực tế và mạnh mẽ hơn.
Quá trình chu kỳ nhiệt tiêu chuẩn bao gồm:
- Sản phẩm:Kiểm tra PCB về các khiếm khuyết hiển nhiên
- Kiểm tra ban đầu:Kiểm tra chức năng cơ bản
- Chu trình nhiệt độ:Các giai đoạn sưởi ấm / làm mát lặp đi lặp lại với thời gian ở lại được kiểm soát
- Kiểm tra gián đoạn:Giám sát hiệu suất trong chu kỳ
- Phân tích cuối cùng:Đánh giá toàn diện sau thử nghiệm
Nhu cầu ngày càng tăng về các thiết bị điện tử đáng tin cậy đã thúc đẩy những đổi mới trong thử nghiệm PCB.
Tự động hóa làm giảm lỗi của con người trong khi tăng hiệu suất.
Các buồng hiện đại cung cấp kiểm soát nhiệt độ chính xác, mô phỏng các điều kiện môi trường khác nhau để đánh giá độ tin cậy chính xác.
Các hệ thống giám sát tiên tiến theo dõi hồ sơ nhiệt độ, căng thẳng cơ học và số liệu hiệu suất trong quá trình thử nghiệm, cho phép cải tiến thiết kế dựa trên dữ liệu.