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PCB的冷热冲击测试
概念原理
一、概念及原理
概念：冷热冲击测试，又名温度冲击、耐热冲击测试等，模拟样品在温度剧变或高低温交替变化环境的测试。原理：样品在温度剧变或高低温交替变化过程中，PCB使用的板材、PP、镀铜、油墨等材料会发生热胀冷缩变化，产生的应力及材料CTE差异等原因，会对样品造成物理损伤、退化、电阻变化等。
二、试验目的
1.产品研发阶段及时发现PCB板的设计缺陷并纠正，让设计缺陷止于研发阶段，缩短研发周期和降低成本；2.产品生产阶段检测产品的品质是否满足客户要求，发现生产工艺缺陷及时排查原因改善，保证出货产品的安全与品质；
3.材料、工艺认证评估使用的基材、油墨、PP、工艺等是否满足产品的可靠性；
4.材料、工艺研究对比不同的基材、油墨和工艺的产品耐冷热冲击能力，筛选好的材料和工艺。
三、试验仪器
温度冲击试验箱
| 设备参数 | |
|
标称内容积 |
300L |
|
测试温度范围 |
-70℃~200℃ |
|
温度波动度 |
1℃ |
|
温度偏差 |
±2℃（≤150℃时） ±3℃（>150℃时） |
|
升温速率（高温箱） |
≥11℃/min |
|
降温速率（低温箱） |
≥5℃/min |
|
可承试样重量 |
10kg |
|
内部尺寸 |
770× 610× 650 mm |
应用案例
案例一：高多层测试板
某高多层测试板需要进行冷热冲击（在线）测试，验证使用的板材性能是否满足客户要求，测试条件及要求见下表，测试后部分测试位置的电阻变化率＞5%，切片分析观察到孔铜有贯穿型开裂现象。
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测试项目 |
测试条件 |
测试要求 |
|
冷热冲击（在线）测试 |
-55℃/15min, 125℃/15min,1000Cycles |
1.电阻变化率≤5% |
电阻变化率曲线图 测试位置1切片图 测试位置3切片图
案例二：汽车测试板某汽车测试板需要进行冷热冲击测试，验证使用的油墨性能是否满足客户要求，测试条件及要求见下表，测试后显微镜观察PAD拐角处油墨有开裂现象。
|
测试项目 |
测试条件 |
测试要求 |
|
冷热冲击测试 |
-40℃/15min, 125℃/15min,500Cycles |
无油墨起泡、分层、开裂等现象 |
测试后观察图
参考标准
1.IPC-TM-6502.6.7.1A敷形涂覆的耐热冲击
2.IPC-TM-6502.6.7.2C热冲击、热循环和连续性
3.IPC-TM-6502.6.7.3阻焊膜的耐热冲击
常用测试条件
| 样品类型 |
温度 |
停留时间（min） |
循环数(Cycles) |
|
|
低温（℃） |
高温（℃） |
|||
|
汽车电子 |
-40 -55 -65 |
125 140 150 |
15 30 |
500 1000 1500 |
|
高多层 |
-40 -55 |
125 |
15 30 |
250 500 |
|
高频 |
-40 |
125 |
15 |
500 |
|
封装基板 |
-55 |
150 |
30 |
1000 |
参考标准条件（印制板）
| 项目 |
鉴定 |
质量符合性/验收测试 |
|
|
烘烤条件 |
（105~125）℃/6h |
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|
回流焊 |
6次IR |
||
|
测试温度 （低温） |
由供需双方协商确定 |
-40℃，-55℃（默认），-65℃ |
|
|
测试温度 （高温） |
由供需双方协商确定 |
最小值 |
Tg-10℃（TMA） |
|
回流峰值温度-25℃ |
|||
|
210℃ |
|||
|
样品温度变化率 |
冷热转换均＞10℃/min |
冷热转换均＞1℃/S |
|
|
测试循环 |
由供需双方协商确定 |
100 |
|
|
阻值变化率 |
由供需双方协商确定 |
5% |
|
参考标准条件（敷形涂覆&阻焊膜）
| 等级 |
低温（℃） |
高温（℃） |
停留时间（min） |
循环数（Cycles） |
备注 |
|
1 |
-40 |
125 |
15 |
100 |
没要求时，测试条件默认等级2 |
|
2 |
-65 |
125 |
|||
|
3 |
-65 |
250 |
