Terminis ciklas yra svarbus spausdintinių plokščių agregatų (PCBA) patikimumo testas, imituojantis realius -pasaulio temperatūros pokyčius, siekiant įvertinti jų patvarumą. Šis bandymas pakartotinai veikia PCBA itin aukštoje ir žemoje temperatūroje, todėl inžinieriai padeda nustatyti galimus gedimus, kuriuos sukelia šiluminis įtempis.
Kodėl šiluminis dviratis yra svarbus?
Elektroniniai prietaisai dažnai veikia aplinkoje, kurioje temperatūra svyruoja, pavyzdžiui, automobilių sistemose, kosmoso įrenginiuose ir pramoninėje įrangoje. Pakartotinis PCB medžiagų (pvz., FR-4) ir litavimo jungčių išsiplėtimas ir susitraukimas gali sukelti:
Įtrūkusios litavimo jungtys – dėl nesutampančių komponentų ir PCB šiluminio plėtimosi greičio.
Delaminacija – kai nuo pagrindo atsiskiria vario pėdsakai.
Komponento gedimas – ypač BGA (Ball Grid Array) ir QFN (Quad Flat No{0}}lead) paketuose.
Kaip veikia testas?
Standartinis šiluminio ciklo bandymas atliekamas šiais veiksmais:
Temperatūros kraštutinumai – paprastai nuo -40 laipsnių iki +125 laipsnių.
Laikymo laikas – laikymas kiekvienoje temperatūroje, kad būtų užtikrintas stabilizavimas.
Perėjimo greitis – paprastai 10–15 laipsnių per minutę, kad būtų imituojamos realios sąlygos.
Ciklų skaičius – šimtai ar tūkstančiai ciklų, kad būtų galima numatyti ilgalaikį{0}}patikimumą.
Pramonės standartai
Bendri standartai apima:
IPC-9701 – lydmetalio jungties patikimumui.
JEDEC JESD22-A104 – komponentų lygio testavimui.
Automotive AEC{0}}Q100 – didelio-patikimumo programoms.
PCBA atsparumo temperatūrai gerinimas
Norėdami padidinti šiluminį patikimumą, inžinieriai naudoja:
Aukštos-Tg (stiklo pereinamosios temperatūros) medžiagos – geresniam atsparumui karščiui.
Optimizuoti litavimo lydiniai – tokie kaip SAC305 (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5).
BGA užpildymas – sumažinti mechaninį įtempimą.
Išvada
Šiluminio ciklo bandymai užtikrina, kad PCBA atlaikytų atšiaurią aplinką, užkertant kelią ankstyviems gedimams. Tobulėjant elektronikai, pažangios medžiagos ir pažangesnis dizainas dar labiau pagerins šiluminį patikimumą.
