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Descobrir a robustez dos PCB através de testes de choque térmico

Descobrir a robustez dos PCB através de testes de choque térmico

2025-04-09

I. Compreensão dos ensaios de choque térmico para PCB

Concepção: Teste de choque térmico, também conhecido por ciclo de temperatura ou teste de resistência térmica,Simula as rápidas alterações de temperatura ou ambientes alternados de altas e baixas temperaturas que um produto pode experimentar durante o seu ciclo de vida.

 

Princípio:Durante estas mudanças abruptas de temperatura ou extremos alternados, os vários materiais que compõem um PCB, incluindo o substrato, prepreg (PP), revestimento de cobre,e a máscara de solda ̇ sofrem expansão e contraçãoA tensão resultante e as diferenças no coeficiente de expansão térmica (CTE) desses materiais podem levar a danos físicos, degradação e alterações na resistência elétrica dentro do PCB.

 

II. A importância dos testes de choque térmico para PCB

Os testes de choque térmico desempenham um papel vital durante todo o ciclo de vida de um PCB:

  1. Detecção precoce de falhas de projeto (fase de I&D):Identificar e corrigir as deficiências de projeto no PCB na fase de investigação e desenvolvimento evita problemas mais dispendiosos mais tarde, reduzindo o ciclo de desenvolvimento e os custos globais.
  2. Controle de qualidade na fabricação:Avaliar se a qualidade dos PCB fabricados satisfaz os requisitos do cliente.A detecção precoce de defeitos no processo de fabrico permite uma investigação e melhoria oportunas, garantindo a segurança e a qualidade dos produtos enviados.
  3. Validação de materiais e processos:Avaliação da fiabilidade dos materiais de base, das máscaras de solda, dos prepregs e dos processos de fabrico para determinar a sua adequação ao ambiente pretendido do produto.
  4. Comparação de materiais e processos:Comparar a resistência ao choque térmico dos PCB fabricados com diferentes materiais e processos para identificar opções superiores.

III. Parâmetros dos equipamentos

As nossas câmaras de choque térmico na Dongguan Precision são projetadas para fornecer testes precisos e fiáveis:

 

Parâmetro Especificações
Volume interno nominal 300 litros
Intervalo de temperatura de ensaio -70°C ~ 200°C
Fluctuação da temperatura ≤ 1°C
Desvio de temperatura ±2°C (≤150°C) / ±3°C (>150°C)
Taxa de aquecimento (câmara de alta temperatura) ≥ 11°C/min
Taxa de arrefecimento (câmara de baixa temperatura) ≥ 5°C/min
Max. Peso da amostra 10 kg

 

IV. Estudos de caso: Ensaios de choque térmico de PCB no mundo real

 

Estudo de caso 1: Tabela de ensaio de contagem de camadas elevadas

 

Uma placa de ensaio de alta contagem de camadas foi submetida a testes de choque térmico online para verificar o desempenho do material de substrato selecionado em relação às especificações do cliente.As condições e os requisitos de ensaio foram os seguintes::

 

Ponto de ensaio Condições de ensaio Requisitos de ensaio
Choque térmico (online) -55°C/15min, 125°C/15min, 1000 ciclos 1Taxa de alteração da resistência ≤ 5%
2Não foram observadas delaminações, rachaduras de placas ou de barris na análise da secção transversal.

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Gráfico da curva de variação da taxa de resistência

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Vista seccional da posição de ensaio 1 Vista seccional da posição de ensaio 3

Resultado:Após o ensaio, a taxa de alteração da resistência em certos pontos de ensaio excedeu 5%.Isto indicou uma potencial fraqueza na capacidade do material do substrato para resistir ao esforço induzido por temperaturas extremas repetidasOs resultados levaram a uma reavaliação da selecção do material de substrato para esta aplicação de contagem de camadas elevadas.

 

Estudo de caso n.o 2: Tabela de ensaio automóvel

Uma placa de ensaio automotiva foi submetida a testes de choque térmico para validar o desempenho do material da máscara de solda em relação ao cliente

As condições e os requisitos de ensaio foram os seguintes:

 

Ponto de ensaio Condições de ensaio Requisitos de ensaio
Teste de choque térmico -40°C/15min, 125°C/15min, 500 ciclos Não foram observadas bolhas, delaminação ou rachaduras na máscara de solda
1. IPC-TM-650 2.6.7.1A Resistência a choques térmicos do revestimento conformal
2. IPC-TM-650 2.6.7.2C Choque térmico, ciclo térmico e continuidade
3. IPC-TM-650 2.6.7.3 Mascaras de solda resistentes a choques térmicos

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Diagrama de observação após o ensaio

 

V. Condições comuns de ensaio de choque térmico

As condições de ensaio específicas para os ensaios de choque térmico variam consoante a aplicação e as normas do sector.

 

Tipo de amostra Baixa temperatura (°C) Temperatura elevada (°C) Tempo de permanência (min) Ciclos
Automóveis - 40 125 - O que é isso? 500
- 55 140 1000
- 65 anos. 150 1500
Contagem de camadas superiores - 40 125 - O que é isso? 250
- 55 125 500
Alta Frequência - 40 125 15 500
Pacote Substrato - 55 150 30 1000

 

VI. Condições normalizadas de referência (placas impressas)

 

 

Ponto Qualificação Ensaios de conformidade/aceitação da qualidade
Condições de cozimento (105 a 125)°C/ 6h
Soldagem por refluxo 6 vezes IR
Temperatura de ensaio (baixa) Negociação entre fornecedor e comprador -40°C, -55°C (padrão), -65°C
Temperatura de ensaio (alta) Negociação entre fornecedor e comprador Min: Tg-10°C (TMA) / Temperatura máxima de refluxo -25°C / 210°C
Taxa de alteração da temperatura da amostra > 10°C/min (transição quente e fria) > 1°C/S (transição quente e fria)
Ciclos de ensaio Negociação entre fornecedor e comprador 100
Taxa de alteração da resistência Negociação entre fornecedor e comprador 5%

 

 

VII. Condições normalizadas de referência (revestimento conformado e máscara de solda)

 

 

Nível Baixa temperatura (°C) Temperatura elevada (°C) Tempo de permanência (min) Ciclos Observações
1 - 40 125 15 100 Condição de ensaio por defeito quando nenhum requisito for especificado
2 - 65 anos. 125 15 100
3 - 65 anos. 250 15 100

 

Resultado:O exame microscópico após o ensaio revelou rachaduras na máscara de solda nos cantos das almofadas.Isto indicou uma flexibilidade ou adesão insuficientes do material da máscara de solda para suportar as tensões térmicas encontradas no ambiente automóvelOs resultados conduziram a uma investigação sobre materiais alternativos de máscaras de solda com melhor resistência a choques térmicos para esta aplicação automotiva.

 

 

VIII. Conclusão: Parceria com a Dongguan Precision para testes de choque térmico fiáveis

 

Os estudos de caso destacam o papel crítico dos testes de choque térmico na identificação de possíveis fraquezas em materiais e projetos de PCB.Estamos empenhados em fornecer câmaras de choque térmico de alto desempenho e suporte especializado para ajudar nossos clientes a avaliar completamente a confiabilidade de seus PCBsO nosso equipamento é concebido para precisão, repetibilidade e adesão aos padrões da indústria.

Compreendendo os princípios dos testes de choque térmico e utilizando equipamentos fiáveis, os fabricantes podem abordar proativamente possíveis problemas,assegurar o desempenho e a durabilidade a longo prazo dos seus produtos eletrónicosEntre em contato com a Dongguan Precision hoje para discutir suas necessidades específicas de teste de PCB e descobrir como nossas soluções podem beneficiar seus processos de garantia de qualidade.