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高低溫度循環(huán)測(cè)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(yùn)、空運(yùn)及陸運(yùn))來(lái)運(yùn)送到客戶(hù)的手中，依據(jù)客戶(hù)路途的遠(yuǎn)近與運(yùn)送的狀況，PCBA產(chǎn)品可能會(huì)經(jīng)歷各種劇烈的高低溫差異，比如說(shuō)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(cè)試我們的PCBA產(chǎn)品，以確保其至少可以耐得住這樣的運(yùn)送環(huán)境，才能在客戶(hù)收到我們的PCBA產(chǎn)品后還可以使用。
 

更甚者，有些零組件對(duì)這樣的極限溫度非常地敏感，有可能因?yàn)閼?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(yùn)作，因此必須要依據(jù)一定的邏輯順序來(lái)執(zhí)行環(huán)境測(cè)試。

（PCBA產(chǎn)品放置至于環(huán)境測(cè)試機(jī)(Environmental Chamber)內(nèi)執(zhí)行功能測(cè)試時(shí)，最好可以設(shè)計(jì)成PCBA產(chǎn)品開(kāi)機(jī)就可以自動(dòng)測(cè)試并且紀(jì)錄時(shí)間，這樣就不用傷腦筋是否要在開(kāi)啟還經(jīng)測(cè)試機(jī)來(lái)執(zhí)行PCBA產(chǎn)品測(cè)試了。）

 

一般的溫度循環(huán)通常以下列的溫度順序來(lái)作為一個(gè)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(yàn)之嚴(yán)厲度系以高/低溫度范圍、停留時(shí)間以及循環(huán)次數(shù)來(lái)決定。通常這類(lèi)的溫度循環(huán)測(cè)試目的在模擬PCBA產(chǎn)品運(yùn)送過(guò)程中的溫度變化，試驗(yàn)中僅規(guī)定溫度而未規(guī)定濕度，以個(gè)人經(jīng)驗(yàn)顯示，一般PCBA產(chǎn)品對(duì)此類(lèi)溫度循環(huán)測(cè)試通常不會(huì)出現(xiàn)太大的品質(zhì)問(wèn)題，較容易出現(xiàn)問(wèn)題試驗(yàn)的通常出現(xiàn)在高溫+高濕的環(huán)境測(cè)試(Humidity test)，以及冷熱衝擊試驗(yàn)(Thermal Impact test)。

 

本文所敘述的條件及溫度/時(shí)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(lái)做出調(diào)整。

1. 參考條件(Reference Conditions)

開(kāi)始溫度循環(huán)測(cè)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(cè)試，以確定PCBA產(chǎn)品在測(cè)試前沒(méi)有任何功能上的問(wèn)題，這個(gè)測(cè)試可以選擇在環(huán)境測(cè)試機(jī)（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(cè)試機(jī)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(shí)至少20°C，也就是每3分鐘的溫度上升或下降至少需要達(dá)到1°C。原則上所有的環(huán)境測(cè)試步驟都必須要等度溫度穩(wěn)定下來(lái)以后，PCBA產(chǎn)品才能開(kāi)始執(zhí)行功能測(cè)試并紀(jì)錄狀況。不過(guò)，當(dāng)溫度循環(huán)從「4. 低溫環(huán)境操作測(cè)試」轉(zhuǎn)變到「5. 高溫環(huán)境操作測(cè)試」步驟時(shí)不算在內(nèi)，也就是說(shuō)這個(gè)步驟可以不需要等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)部溫度穩(wěn)定下來(lái)就可以開(kāi)始執(zhí)行其功能測(cè)試了。

 

這個(gè)高低溫度環(huán)境測(cè)試有部份步驟需要用到電源以啟動(dòng)被測(cè)試的PCBA產(chǎn)品，所以選用環(huán)境測(cè)試機(jī)臺(tái)的時(shí)候，應(yīng)該選用可以程式控制開(kāi)關(guān)的額外電源，以利測(cè)試的順利進(jìn)行。

 

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

在這個(gè)步驟，所有的PCBA產(chǎn)品都需要開(kāi)機(jī)執(zhí)行功能測(cè)試。

將待測(cè)PCBA產(chǎn)品的電源打開(kāi)，并且開(kāi)始將環(huán)境測(cè)試機(jī)從室溫降低到「低溫環(huán)境操作」時(shí)的規(guī)定溫度，執(zhí)行PCBA產(chǎn)品功能測(cè)試時(shí)可以在溫度變換過(guò)程中的任何時(shí)間開(kāi)始，這個(gè)階段的最后一次PCBA產(chǎn)品功能測(cè)試必須要在PCBA產(chǎn)品放置于「低溫環(huán)境操作」下4個(gè)小時(shí)后執(zhí)行。

Note 1. 當(dāng)PCBA產(chǎn)品使用軟體來(lái)自動(dòng)測(cè)試的時(shí)候，必須在PCBA產(chǎn)品開(kāi)啟電源后盡可能地自動(dòng)執(zhí)行所有的功能測(cè)試。

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

 

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

當(dāng)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(kāi)始下降環(huán)境溫度到規(guī)定的「低溫儲(chǔ)存非操作極限環(huán)境」，PCBA產(chǎn)品必須要靜置在這個(gè)溫度下4個(gè)小時(shí)，或是等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)的溫度穩(wěn)定下來(lái)，哪一個(gè)時(shí)間比較長(zhǎng)者就采用比較長(zhǎng)者，這時(shí)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(cè)試」。

 

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

當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)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(kāi)啟電源，等到規(guī)定的暖機(jī)時(shí)間到了之后就必須開(kāi)始執(zhí)行PCBA產(chǎn)品的功能測(cè)試。除非得到客戶(hù)的許可之外，否則等級(jí)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(yùn)作，而不應(yīng)該等待暖機(jī)時(shí)間。等級(jí)為B2、C1、C2的PCBA產(chǎn)品，如果沒(méi)有規(guī)定暖機(jī)時(shí)間，則使用15分鐘為暖機(jī)時(shí)間上限。這個(gè)測(cè)試步驟將可以作為PCBA產(chǎn)品冷開(kāi)機(jī)的時(shí)間參考。

如果PCBA產(chǎn)品有電壓范圍的要求時(shí)，選用規(guī)定的最小值來(lái)作為PCBA產(chǎn)品電源開(kāi)啟時(shí)的暖機(jī)及功能測(cè)試電壓。對(duì)于某些可以手動(dòng)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(cè)試時(shí)只要使用一種電壓范圍就可以了（因?yàn)榄h(huán)境測(cè)試機(jī)不應(yīng)該在測(cè)試期間被打開(kāi)）。

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

 

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

根據(jù)上面的溫度曲線(xiàn)圖表，這個(gè)步驟的PCBA產(chǎn)品應(yīng)該還是是開(kāi)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(guò)程中，這時(shí)候的PCBA產(chǎn)品應(yīng)該要續(xù)執(zhí)行其功能測(cè)試。

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

 

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

當(dāng)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(kāi)始升高環(huán)境溫度到規(guī)定的「高溫儲(chǔ)存非操作極限環(huán)境」，PCBA產(chǎn)品必須要靜置在這個(gè)溫度下4個(gè)小時(shí)，或是等到PCBA產(chǎn)品內(nèi)的溫度穩(wěn)定下來(lái)，哪一個(gè)時(shí)間比較長(zhǎng)者就采用比較長(zhǎng)者。

 

7. 高溫環(huán)境持續(xù)操作測(cè)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(kāi)啟PCBA產(chǎn)品電源，并持續(xù)這樣的環(huán)境至少24小時(shí)，在這個(gè)期間至少要執(zhí)行4次以上的電源開(kāi)關(guān)機(jī)循環(huán)測(cè)試(Power Cycling test)。如果PCBA產(chǎn)品有規(guī)定電壓范圍的要求時(shí)，選用規(guī)定的最大值來(lái)作為PCBA產(chǎn)品電源開(kāi)啟時(shí)的功能測(cè)試電壓。這個(gè)極限最大電壓應(yīng)該與「4. 低溫環(huán)境操作測(cè)試」章節(jié)所使用的電壓范圍相同。

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

 

8. 高溫環(huán)境持續(xù)操作測(cè)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(dāng)PCBA產(chǎn)品回復(fù)到正常溫度之后檢查并測(cè)試PCBA產(chǎn)品有無(wú)異狀，這時(shí)候PCBA產(chǎn)品的電源應(yīng)該還是開(kāi)著的，而且持續(xù)執(zhí)行PCBA產(chǎn)品的自動(dòng)程式運(yùn)作至少24小時(shí)，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(cè)試期間不允許有失效出現(xiàn)。

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