在电子制造领域,印制电路板(PCB)的可靠性是确保整个系统稳定运行的关键所在。为了确保PCB在各种复杂环境下都能保持出色的性能,一系列的可靠性测试是必不可少的。今天,我们就来盘点一下16种常见的PCB可靠性测试,看看您的电路板是否能经受住这些严格的考验。
一、阻焊膜硬度测试
阻焊膜硬度测试是PCB制造过程中的一项重要测试。它的主要目的是检测阻焊膜的硬度,以确保其符合生产要求,能够在各种工作环境中保持稳定和可靠。
在进行阻焊膜硬度测试时,通常使用标准测试铅笔。这些铅笔按照硬度的不同,有明确的硬度排序,如4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H等,其中6H表示硬度最高。测试时,将电路板放置在平坦的表面上,然后使用这些标准测试铅笔在阻焊膜上刮擦一定范围,直到出现刮痕为止。记录下产生刮痕时的铅笔硬度,这个硬度值就是阻焊膜的硬度。
二、离子污染测试
离子污染测试的主要方法之一是IC离子色谱法,这是目前业界公认的离子污染度含量测试方法。在测试过程中,首先需要量取PCB板的表面积,并制备萃取带。接着,将PCB板放入萃取带中,加入溶剂进行萃取,通常在80度的恒温下保持1小时。经过预处理后,取萃取液的清液进行定量,并上机测试。最后,通过IC离子色谱仪对测试数据进行分析,得出离子污染度的含量。
此外,还有其他的测试标准和方法用于评估离子污染度,如《IPC-TM-650 2.3 28B 电路板离子分析离子色谱法》等。这些标准规定了具体的测试条件和要求,以确保测试结果的准确性和可靠性。
三、固化测试
PCB中的固化测试是确保阻焊膜或字符等涂层固化程度达到要求的重要测试步骤。固化测试的主要目的是检测涂层是否充分固化,以抵抗化学侵蚀和机械损伤,保证电路板的长期稳定性和可靠性。
固化测试的具体方法可能因不同的测试标准和测试设备而有所差异。一般来说,测试人员会使用特定的测试剂(如二氯甲烷)对涂层进行擦拭或浸泡,观察涂层是否出现溶解、脱落或变色等现象。如果涂层能够抵抗测试剂的侵蚀,则表明其固化程度良好。
四、TG值测试
TG值测试是评估其耐热性能的重要方法,对于PCB板材来说,TG值的高低直接关系到其在高温环境下的稳定性和可靠性,TG值越高PCB性能越好。
TG值的测试普遍采用差分扫描量热仪法(DSC)、热机械分析法(TMA)和动态热机械分析法(DMA)。这些方法通过测量材料在加热过程中的热性能变化,从而确定其玻璃化转变温度。
五、热应力测试
热应力测试是评估其在温度变化环境下性能和可靠性的重要手段。这种测试模拟了PCB在实际使用中所遇到的各种温度变化条件,以检测其是否存在性能下降或失效的风险。
热应力测试主要包括热冲击试验和热循环试验两种方法。热冲击试验是将PCB置于高温和低温之间进行循环热冲击,使PCB经历快速的温度变化,从而产生热应力。而热循环试验则是将PCB在高温和低温之间进行多次循环,每个循环包括一段高温保持时间和一段低温保持时间,以模拟实际使用中的温度变化。
通过这些测试,可以评估PCB材料和结构在温度变化下是否存在问题,如裂纹、脱落、变形等。这些问题可能会导致PCB的失效或性能下降。
六、可焊性测试
检查焊盘和板上通孔的可焊性。在105℃的烘箱中将板烘烤1小时。浸焊剂。断然把板到焊料机在235℃,并取出在3秒后,检查的区域焊盘该浸锡。将板垂直放入235℃的焊锡机中,3秒后取出,检查通孔是否浸锡。标准:表面(主要指SMT焊盘)润湿面积至少应95%。各镀通孔应完全浸润铅锡。
七、剥离测试
PCB剥离测试是指对印制电路板上的特定材料层或组件进行剥离强度评估的测试。其目的是确定各层之间的粘结强度以及组件与PCB基材之间的粘附力。
PCB剥离测试的标准可能因不同的行业和应用而有所不同。常用的标准有国际电工委员会(IEC)和美国电子工程师协会(IEEE)等制定的标准。这些标准不仅规定了测试方法,还规定了测试条件、样品尺寸和测试结果的评定标准等。
八、PCB耐电压测试
耐电压测试其主要目的是检测PCB在额定电压或更高电压下的电气性能表现和绝缘性能。
将待测样品做适当清洗及烘干处理,将耐电压测试仪+/-端分别连接到被测导体一端;耐电压测试仪电压值从OV升至500VDC,升压速率不超过100V/s。在500VDC的电压作用下持续时间30s。测试过程中,绝缘介质或导体间距之间,不应出现电弧、火光等情况。
通过耐电压测试,可以确保PCB在正常工作电压和可能的过压条件下能够保持稳定的电气性能和绝缘性能。
九、CTE测试(热膨胀系数测试)
CTE测试,全称热膨胀系数测试(Coefficient of Thermal Expansion),是评估PCB在热循环条件下尺寸稳定性的重要方法之一。在电路板(PCB)制造和应用中,CTE测试特别关注PCB材料在不同温度下的膨胀性能。PCB在温度变化时会发生热膨胀,高CTE可能导致PCB与焊接部件之间的应力增加,从而影响电路板的可靠性和寿命。通过CTE测试,可以确定PCB在实际应用中的温度变化范围内,其尺寸变化是否符合设计要求,以及是否会导致PCB与焊接组件之间的应力增加,从而影响电路板的可靠性和寿命。
十、爆板测试
爆板测试用于评估PCB在高温高湿环境下的耐热老化性能。该测试模拟PCB在极端条件下的使用环境,通过暴露PCB于高温高湿环境中,并加速老化过程,观察其是否出现松动、开裂、导电层分离等现象。爆板测试能够帮助确定PCB的可靠性及其使用寿命。
十一、绿油溶解测试
绿油溶解测试主要用于评估PCB表面的镀金或镀锡层与绿油之间的耐化学性能。在实际使用中,PCB表面可能接触到各种化学物质,如清洁剂、溶剂等,这些化学物质可能对PCB表面涂层产生腐蚀或溶解作用。绿油溶解测试通过模拟PCB在化学环境中的表现,评估其表面涂层的稳定性和耐久性。
十二、阻抗测试
阻抗测试是评估PCB导线和电气特性的重要方法之一。PCB设计中导线的阻抗控制对于高频电路尤为关键,它直接影响信号传输的质量和稳定性。通过阻抗测试,可以确保PCB在设计阶段和生产后能够满足预期的信号传输要求,减少信号失真和干扰。
十三、板间电气强度测试
板间电气强度测试用于评估PCB在高电压环境下的耐压能力。在某些应用中,PCB可能需要承受较高的电压,如电源电路或高压设备控制板。通过板间电气强度测试,可以验证PCB之间及PCB与外壳之间的绝缘性能,确保在高电压条件下不会发生击穿或电气故障。
十四、盐雾腐蚀测试
盐雾腐蚀测试用于评估PCB在盐雾环境中的耐腐蚀能力。盐雾环境可能导致PCB表面金属部件氧化或腐蚀,影响其电气性能和连接可靠性。测试过程中,PCB样品暴露在含有盐分的雾霾环境中,观察其表面的腐蚀情况和电气性能变化,以评估其在恶劣环境下的可靠性表现。
十五、热冲击测试
热冲击测试用于模拟PCB在快速温度变化条件下的可靠性表现。PCB在实际应用中可能经历由低温到高温或高温到低温的快速变化,这种情况下会导致PCB材料的热膨胀不均匀,可能引起PCB层间连接的剪切或破坏。热冲击测试通过快速改变PCB样品的温度,评估其在温度变化条件下的机械和电气性能。
十六、机械冲击测试
机械冲击测试用于评估PCB在运输和安装过程中的机械强度和耐震性能。PCB在制造后可能需要运输到不同的地点进行安装和使用,这期间可能会受到机械冲击或振动。机械冲击测试通过模拟PCB在运输和使用过程中可能遇到的冲击和振动,评估其物理结构的稳定性和连接的可靠性。
我们详细盘点了16种常见的PCB可靠性测试方法,涵盖了从材料选择到最终产品测试的各个环节。这些测试不仅能够确保PCB在各种极端环境和工作条件下的稳定性和可靠性,还能有效预防潜在的制造缺陷和性能问题。
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