冷热冲击试验的最终价值,并不在于简单地记录样品“通过”或“不通过”,而在于从测试过程中产生的海量数据中,挖掘出关于产品设计和制造工艺的深层信息。科学地分析结果、精准地诊断失效,是连接“测试”与“改进”的桥梁。
测试数据的构成
一次完整的冷热冲击测试,会产生以下几类关键数据:
过程参数:设备实际运行的高低温值、驻留时间、转换时间、循环次数等。
样品响应数据:如果进行了在线监测,则包括样品的实时电参数(电压、电流、电阻、信号波形等)。
环境数据:箱内的温度曲线记录。
前后测试数据:测试前和测试后对样品进行的功能、性能测试结果对比。
结果分析流程
一致性确认:首先,确认设备的实际运行参数与预设的测试规范(标准)是否一致。任何偏离都可能使测试结果无效。
失效模式与效应分析:
何时失效?:记录样品发生失效的具体循环次数。这有助于评估产品的寿命和缺陷的严重程度。早期失效(如前5个循环)通常意味着严重的工艺缺陷;而晚期失效(如几百次循环后)则可能与材料疲劳有关。
如何失效?:精确记录失效现象,是功能完全丧失,还是参数漂移?是间歇性故障,还是永久性损坏?
何地失效?:这是最关键的一步——定位失效点。通过在线监测可以缩小范围,再结合失效分析技术(如X-Ray, SAM, 切片)精确定位到具体的元器件、焊点或走线。
根因分析:
找到失效点后,需要探究其根本原因。通常可以从以下几方面考虑:
设计缺陷:
材料选择不当:使用了热膨胀系数(CTE)严重不匹配的材料。
结构设计不合理:对于BGA等大型芯片,布局在PCB边缘或应力集中区域;没有考虑热应力释放结构。
工艺问题:
焊接缺陷:焊点内部有空洞、虚焊、冷焊。
组装应力:在SMT或组装过程中,PCBA已经存在潜在的机械应力,温度冲击使其加剧并显现。
元器件本身质量问题:采购的元器件本身就不满足可靠性要求。
从分析到改进
失效分析的最终目的是为了改进。得出的结论必须被转化为具体的工程行动:
如果是设计问题:设计工程师需要修改方案,例如更换封装形式、调整元器件布局、增加应力释放槽、选用CTE匹配更好的基板材料。
如果是工艺问题:工艺工程师需要优化回流焊温度曲线、调整锡膏类型、改进贴装精度或加强来料检验。
改进后验证:将改进后的样品再次进行相同条件的冷热冲击试验,验证问题是否得到解决。这个过程可能需要进行多次迭代。
冷热冲击试验是一个强大的“诊断工具”。它施加应力,激发故障,而工程师的任务则是像侦探一样,利用测试数据这把“钥匙”,解开失效的谜团,找到问题的根源。这个过程将一次性的“测试”活动,转变为了一个持续改进、螺旋上升的“可靠性增长”过程,最终锻造出真正坚韧可靠的产品。
东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司(以下简称“瑞凯仪器”、“公司”)座落于广东省东莞市横沥镇,是一家集模拟环境可靠性试验设备设计、研发、生产销售及服务为一体的高新技术企业,专业的试验设备制造商和试验解决方案综合服务商。产品通过了ISO9001:2015质量管理体系认证、欧盟CE认证、计量保证等体系认证,与国家计量检测、华南计量检测保持长期合作伙伴关系并全面贯彻执行其质量要求。拥有50多项技术专利,东莞市创新型民营示范企业。
公司主营产品有:HAST试验箱、PCT试验箱、高压加速老化试验机、非饱和高压加速老化试验机、快速温变试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、高低温试验箱等产品,同时乐意承接制造各种大型非标准复杂环境试验设备及ODM合作。先后在东莞、苏州、长沙、北京、西安等地建立了办事处,同时在全国还建立了完善营销网络和售后服务体系,在国内逐渐树立起良好的品牌形象。产品主要应用在大学院校、科研机构、航空航天、军工、电子光电、电工、塑胶、五金、电池、通信、汽车等领域。不仅赢得了华为、美的、福耀玻璃、松下、宁德新能源、比亚迪汽车、长城汽车等多家世界杰出企业的青睐,更获得中国中车、航天科工集团、中国计量院、中国电信、中国移动、中国南方电网、香港大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、SGS集团、天祥检测等国防军工企业和科研院所的高度肯定。
转载请注明出处:http:www.hast.com.cn 瑞凯仪器~