高低溫度循環(huán)測試(Storage)的目的

貨品在完成生產(chǎn)后通常要經(jīng)由各種不同的管道(船運、空運及陸運)來運送到客戶的手中，依據(jù)客戶路途的遠近與運送的狀況，PCBA產(chǎn)品可能會經(jīng)歷各種劇烈的高低溫差異，比如說貨柜在夏天白日的日曬溫度可能上升到70°C，而冬天的夜晚溫度也可能低到零下-40°C，所以我們必須要預(yù)先測試我們的PCBA產(chǎn)品，以確保其至少可以耐得住這樣的運送環(huán)境，才能在客戶收到我們的PCBA產(chǎn)品后還可以使用。
 

更甚者，有些零組件對這樣的極限溫度非常地敏感，有可能因為應(yīng)力的引起而降低了PCBA產(chǎn)品的功能。這是非常重要的事情，為了觀察并確保我們的PCBA產(chǎn)品在各種不同的極限溫度影響之下仍然可以繼續(xù)運作，因此必須要依據(jù)一定的邏輯順序來執(zhí)行環(huán)境測試。

（PCBA產(chǎn)品放置至于環(huán)境測試機(Environmental Chamber)內(nèi)執(zhí)行功能測試時，最好可以設(shè)計成PCBA產(chǎn)品開機就可以自動測試并且紀錄時間，這樣就不用傷腦筋是否要在開啟還經(jīng)測試機來執(zhí)行PCBA產(chǎn)品測試了。）

 

一般的溫度循環(huán)通常以下列的溫度順序來作為一個循環(huán)：

常溫→低溫→低溫停留→高溫→高溫停留→常溫

執(zhí)行溫度循環(huán)試驗之嚴厲度系以高/低溫度范圍、停留時間以及循環(huán)次數(shù)來決定。通常這類的溫度循環(huán)測試目的在模擬PCBA產(chǎn)品運送過程中的溫度變化，試驗中僅規(guī)定溫度而未規(guī)定濕度，以個人經(jīng)驗顯示，一般PCBA產(chǎn)品對此類溫度循環(huán)測試通常不會出現(xiàn)太大的品質(zhì)問題，較容易出現(xiàn)問題試驗的通常出現(xiàn)在高溫+高濕的環(huán)境測試(Humidity test)，以及冷熱衝擊試驗(Thermal Impact test)。

 

本文所敘述的條件及溫度/時間范例僅供參考，使用者可以參考此范例再根據(jù)自己的PCBA產(chǎn)品特性來做出調(diào)整。

1. 參考條件(Reference Conditions)

開始溫度循環(huán)測試之前需要在室溫環(huán)境下先執(zhí)行PCBA產(chǎn)品的全功能測試，以確定PCBA產(chǎn)品在測試前沒有任何功能上的問題，這個測試可以選擇在環(huán)境測試機（Chamber）內(nèi)或是一定條件（溫度在 +25°C±5°C 且濕度在 50%RH±10%）的大氣環(huán)境下執(zhí)行。

 

環(huán)境測試機的溫度改變率（rate of temperature change，△t）必須要慎加選擇，其△t 的基本要求是每小時至少20°C，也就是每3分鐘的溫度上升或下降至少需要達到1°C。原則上所有的環(huán)境測試步驟都必須要等度溫度穩(wěn)定下來以后，PCBA產(chǎn)品才能開始執(zhí)行功能測試并紀錄狀況。不過，當溫度循環(huán)從「4. 低溫環(huán)境操作測試」轉(zhuǎn)變到「5. 高溫環(huán)境操作測試」步驟時不算在內(nèi)，也就是說這個步驟可以不需要等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)部溫度穩(wěn)定下來就可以開始執(zhí)行其功能測試了。

 

這個高低溫度環(huán)境測試有部份步驟需要用到電源以啟動被測試的PCBA產(chǎn)品，所以選用環(huán)境測試機臺的時候，應(yīng)該選用可以程式控制開關(guān)的額外電源，以利測試的順利進行。

 

2. 低溫環(huán)境操作測試（Low Temperature Operating Test）

在這個步驟，所有的PCBA產(chǎn)品都需要開機執(zhí)行功能測試。

將待測PCBA產(chǎn)品的電源打開，并且開始將環(huán)境測試機從室溫降低到「低溫環(huán)境操作」時的規(guī)定溫度，執(zhí)行PCBA產(chǎn)品功能測試時可以在溫度變換過程中的任何時間開始，這個階段的最后一次PCBA產(chǎn)品功能測試必須要在PCBA產(chǎn)品放置于「低溫環(huán)境操作」下4個小時后執(zhí)行。

Note 1. 當PCBA產(chǎn)品使用軟體來自動測試的時候，必須在PCBA產(chǎn)品開啟電源后盡可能地自動執(zhí)行所有的功能測試。

Note 2. 如果PCBA產(chǎn)品有使用耗材，測試的時候必須要包含這些耗材，而且耗材也必須達到規(guī)定的環(huán)境測試溫度后才可以開始進行功能測試，正式測試的時候不需要使用到耗材。

 

3. 低溫環(huán)境儲存（Low Temperature Storage Test）

當執(zhí)行完「低溫環(huán)境操作」步驟之后，關(guān)掉PCBA產(chǎn)品的電源，并且開始下降環(huán)境溫度到規(guī)定的「低溫儲存非操作極限環(huán)境」，PCBA產(chǎn)品必須要靜置在這個溫度下4個小時，或是等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)的溫度穩(wěn)定下來，哪一個時間比較長者就采用比較長者，這時候PCBA產(chǎn)品的電源是關(guān)閉的。然后回到環(huán)境溫度到「低溫環(huán)境操作測試」。

 

4. 低溫環(huán)境操作測試（Low Temperature Operating Test）

當環(huán)境溫度達到規(guī)定的「低溫環(huán)境操作」后，PCBA產(chǎn)品應(yīng)該要再重新開啟電源，等到規(guī)定的暖機時間到了之后就必須開始執(zhí)行PCBA產(chǎn)品的功能測試。除非得到客戶的許可之外，否則等級為A1、A2、B1的PCBA產(chǎn)品必須在通電5分鐘之內(nèi)馬上可以運作，而不應(yīng)該等待暖機時間。等級為B2、C1、C2的PCBA產(chǎn)品，如果沒有規(guī)定暖機時間，則使用15分鐘為暖機時間上限。這個測試步驟將可以作為PCBA產(chǎn)品冷開機的時間參考。

如果PCBA產(chǎn)品有電壓范圍的要求時，選用規(guī)定的最小值來作為PCBA產(chǎn)品電源開啟時的暖機及功能測試電壓。對于某些可以手動調(diào)整電壓范圍的PCBA產(chǎn)品，原則上在全程高低溫度循環(huán)測試時只要使用一種電壓范圍就可以了（因為環(huán)境測試機不應(yīng)該在測試期間被打開）。

在這個測試階段的最后一次PCBA產(chǎn)品功能測試必須等到PCBA產(chǎn)品放置于「低溫環(huán)境操作」下4個小時后執(zhí)行。

 

5. 高溫環(huán)境操作測試（High Temperature Operating Test）

根據(jù)上面的溫度曲線圖表，這個步驟的PCBA產(chǎn)品應(yīng)該還是是開著電源的，而環(huán)境溫度則正在從規(guī)定的「低溫環(huán)境操作」上升到「高溫環(huán)境操作」的過程中，這時候的PCBA產(chǎn)品應(yīng)該要續(xù)執(zhí)行其功能測試。

在這個階段其最后一次的PCBA產(chǎn)品功能測試必須等到PCBA產(chǎn)品放置于「高溫環(huán)境操作」下4個小時后執(zhí)行。

 

6. 高溫環(huán)境儲存（High Temperature Storage Test）

當執(zhí)行完「高溫環(huán)境操作」步驟之后，關(guān)掉PCBA產(chǎn)品的電源，并且開始升高環(huán)境溫度到規(guī)定的「高溫儲存非操作極限環(huán)境」，PCBA產(chǎn)品必須要靜置在這個溫度下4個小時，或是等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)的溫度穩(wěn)定下來，哪一個時間比較長者就采用比較長者。

 

7. 高溫環(huán)境持續(xù)操作測試（High Temperature Heat Run Test）

回復(fù)環(huán)境溫度到「高溫環(huán)境操作」，等到PCBA產(chǎn)品的熱效應(yīng)穩(wěn)定之后才開啟PCBA產(chǎn)品電源，并持續(xù)這樣的環(huán)境至少24小時，在這個期間至少要執(zhí)行4次以上的電源開關(guān)機循環(huán)測試(Power Cycling test)。如果PCBA產(chǎn)品有規(guī)定電壓范圍的要求時，選用規(guī)定的最大值來作為PCBA產(chǎn)品電源開啟時的功能測試電壓。這個極限最大電壓應(yīng)該與「4. 低溫環(huán)境操作測試」章節(jié)所使用的電壓范圍相同。

PCBA產(chǎn)品的效能量測應(yīng)該在「高溫環(huán)境持續(xù)操作測試」步驟一開始或是做完24小時之后執(zhí)行，在這段期間PCBA產(chǎn)品應(yīng)該使用自動測試程式持續(xù)運作至少24小時。PCBA產(chǎn)品在所有的測試期間不允許有失效出現(xiàn)。

 

8. 高溫環(huán)境持續(xù)操作測試（Final Temperature Inspection）

將環(huán)境經(jīng)溫度從規(guī)定的「高溫環(huán)境操作」下降到室溫，當PCBA產(chǎn)品回復(fù)到正常溫度之后檢查并測試PCBA產(chǎn)品有無異狀，這時候PCBA產(chǎn)品的電源應(yīng)該還是開著的，而且持續(xù)執(zhí)行PCBA產(chǎn)品的自動程式運作至少24小時，直到PCBA產(chǎn)品完全回復(fù)到室溫的狀態(tài)。PCBA產(chǎn)品在所有的測試期間不允許有失效出現(xiàn)。

確認PCBA產(chǎn)品回復(fù)到室溫并確定所有的功能測試都正常之后，移除PCBA產(chǎn)品的外殼并檢查其組裝有無結(jié)構(gòu)性變形或是任何因為過熱而引起的異?，F(xiàn)象。