1. 概述

PCBA（Printed Circuit Board Assembly，印制电路板组件）可靠性测试是指通过模拟产品在运输、储存、使用过程中可能遇到的各种环境应力和工作条件，来评估其长期运行的稳定性和耐久性的一系列试验。它并非单一测试，而是一个系统的测试体系，旨在提前暴露PCBA在设计、材料、元器件和制造工艺（如SMT贴片）中的潜在缺陷，是确保电子产品质量的核心环节。

2. 测试目的

PCBA可靠性测试的主要目的可归纳为以下几点：

发现潜在缺陷：剔除早期失效产品，发现如虚焊、冷焊、元器件缺陷、材料不匹配、设计瑕疵等问题。

评估寿命与耐久性：通过加速老化的方式，预测产品在正常使用条件下的使用寿命（MTBF，平均无故障时间）。验证工艺质量：验证SMT贴片、波峰焊、三防漆涂覆等制造工艺的成熟度和稳定性。满足标准与合同要求：产品进入市场，尤其是汽车、航空、医疗等领域，必须通过相应的可靠性认证。降低市场风险与成本：最大限度避免产品上市后因批量失效导致的巨额召回和品牌声誉损失。

3. 适用范围

PCBA可靠性测试适用于所有包含电子电路的行业和产品，但测试的严酷等级和项目选择差异巨大：

消费电子：手机、电脑、家电等。侧重基础环境测试和机械应力测试。汽车电子：ECU、车灯、传感器、中控等。要求极高，必须遵循AEC-Q100（IC）、AEC-Q104（MCM）、AEC-Q200（元件）等车规标准。工业电子：工控机、PLC、服务器等。注重长期寿命和气候环境适应性。医疗电子：监护仪、诊断设备等。关乎生命安全，测试要求极为严苛。航空航天/军工电子：遵循MIL-STD-810、GJB等最严苛的标准。

4. 测试方法（核心测试项目）

作为一名工程师，我将测试分为以下几大类：

4.1 环境应力测试

模拟气候环境条件，考验材料匹配性和化学稳定性。

温湿度循环：将PCBA在高低温极限间循环变化，结合湿度，考验不同材料（芯片、基板、焊料）热膨胀系数（CTE）不匹配导致的应力疲劳，是暴露焊点开裂的主力项目。冷热冲击：比温湿度循环更严酷，在极短时间内（通常＜1分钟）完成高低温转换，对PCBA造成更大的热应力冲击，对BGA、MLCC等元件焊点是严峻考验。高温高湿存储：评估PCBA在高温高湿环境下，无电状态下材料的性能变化，如塑料黄变、金属氧化、PCB吸湿。HAST（高加速温湿度应力测试）：在高温（通常130℃）、高湿（85%RH）、高压条件下进行，极快地加速水分渗透，检验芯片封装完整性、邦定线质量。

4.2 机械应力测试

模拟物理外力作用，考验结构完整性和焊接强度。

随机振动：模拟真实运输（如陆运）或运行环境（如发动机旁）的振动，发现元件松动、焊点开裂、虚焊等问题。机械冲击：模拟产品受到突然的、剧烈的冲击力（如跌落、碰撞），考验焊点及元器件的机械强度。跌落测试：主要针对便携式设备，评估整机跌落时PCBA的抗冲击性能。

4.3 寿命加速测试

通过施加严苛电应力，在短时间内模拟长期工作，预测产品寿命。

HTOL（高温工作寿命）：在高温环境下给PCBA通电工作，加速其电迁移、氧化等过程，是预测电路长期可靠性的核心试验。电源循环测试：反复给PCBA通电、断电，由于热胀冷缩产生交变热应力，考验焊点疲劳寿命。

4.4 工艺质量测试（用于失效分析）

染色与渗透测试：将BGA焊点浸泡在染料中，然后撬开芯片，通过染料渗透情况判断焊点是否存在裂纹或虚焊。切片分析：对特定焊点或通孔进行切割、抛光、显微观察，测量镀层厚度、焊锡润湿性、IMC层质量，是分析失效原因的“金标准”。X-Ray检测：无损检测，查看焊点内部气泡、裂纹、桥连、元器件对位不准等缺陷。

5. 常用标准

可靠性测试必须遵循国际、国家或行业标准，以保证测试的一致性和权威性。

四维检测是一家专业第三方实验室,专注于为客户提供产品检验、气体腐蚀和失效分析技术服务,服务领域包括电子电气、汽车零部件、新材料、教育及科研行业;四维检测分别在苏州和深圳设立了可靠性、材料分析、失效分析等多个实验室和业务。

如您需要服务，可以随时联系我们！