專利名稱：一種單板溫度循環(huán)老化裝置及其老化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子技術領域，尤其涉及一種單板溫度循環(huán)老化裝置及其老化方法。
背景技術：
電器設備上不可避免要應用到電路板，也就是單板。在單板的生產(chǎn)過程中，對單板的檢驗與測試是保證電器設備質(zhì)量和正常工作的一個重要環(huán)節(jié)。由于電子元器件與電路單板在使用過程中其壽命周期曲線如圖1所示，其故障率在開始使用的初期相當高，隨著使用時間的加長其故障率明顯下降至一個穩(wěn)定的值，這一時間段稱為“早期失效期”；接下來在一個很長的時間內(nèi)故障率將無明顯變化，這一時間段稱為“使用壽命期”；隨著使用時間的增長，超過使用壽命后，其故障率會明顯上升，這一時間段稱為“耗損期”。因此在對單板進行檢驗與測試前往往需要對單板進行老化篩選。其目的是找出“早期失效期”與“使用壽命期”的交叉點，也就是篩選點。將已經(jīng)在“早期失效期”產(chǎn)生故障的單板淘汰。保證電器設備的合格率。
老化篩選的方式主要有兩種方法第一，恒定高溫老化恒定高溫老化的機理是通過提供額外的熱作用，迫使缺陷發(fā)展。恒定高溫篩選是析出電子元器件缺陷的有效方法，廣泛用于元器件的篩選其篩選度可由下面的公式求出篩選度SS＝1-exp[-0.0017(R+0.6)0.6t]R-高溫溫度與室溫之差(室溫一般取25℃)；
t-恒定高溫持續(xù)時間(h)；通常恒定高溫老化是在老化房外部控制一個電熱類高發(fā)熱電器，利用產(chǎn)生的熱能來使老化房類達到恒定的溫度。并通過抽風機等把過高溫度的空氣抽走。但是，該方法不推薦用于組件級的篩選，如對印制線路板、單元或系統(tǒng)的篩選。
第二，溫度循環(huán)老化溫度循環(huán)老化篩選機理是交替膨脹和收縮使被篩產(chǎn)品產(chǎn)生熱應力和應變，特別是內(nèi)部鄰接材料膨脹系數(shù)不匹配時熱應力和應變將加劇。這種熱應力和應變在缺陷處最大，循環(huán)加載使缺陷長大成為故障。例如，有裂紋的電鍍通孔最終完全裂開，引起開路。
對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍、溫度變化速率以及循環(huán)次數(shù)，其值越大，篩選效果越顯著。其篩選度可由下面的公式求出篩選度SS＝1-exp{-0.0017(R+0.6)0.6[In(e+V)]3N}R-溫度變化范圍(TU-TL)℃e-自然對數(shù)的底V-溫度變化速率(℃/min)N-循環(huán)次數(shù)雖然溫度循環(huán)老化的方式比恒定高溫老化的方式更適合于對單板的老化處理，然而，溫度循環(huán)的老化房由于通常所需要的空間較大，而且要在規(guī)定時間內(nèi)完成較多次精準的溫度循環(huán)，需要較多的加溫和降溫設備，因此，老化房的構造相當復雜，且價格昂貴。因此，在生產(chǎn)上面通常都是采用恒定高溫老化來進行應力篩選；不難看出，如果采用該方式進行應力篩選，則在同樣篩選度的前提下，需要更多的老化時間；或者在同樣的老化時間內(nèi)，恒溫老化比循環(huán)溫老化篩選度更低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種單板溫度循環(huán)老化裝置及其老化方法，以簡化對單板進行溫度循環(huán)老化的實現(xiàn)裝置及方法，降低實現(xiàn)成本。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種單板溫度老化裝置，其結構包括老化室、溫度檢測裝置、控制裝置與熱交換裝置，待老化的單板位于老化室中，控制裝置根據(jù)溫度檢測裝置檢測的老化室內(nèi)的溫度來控制熱交換裝置調(diào)節(jié)老化室內(nèi)的溫度，并控制單板的供電。
所述的老化室為一密閉腔室體。
所述的一種單板溫度老化裝置還包括輔助加熱裝置，所述輔助加熱裝置與控制裝置連接，并設置于老化室中。
所述的一種單板溫度老化裝置還包括老化定時器，所述老化定時器與控制裝置連接。
所述的單板設于老化設備上。
本發(fā)明還提供了一種單板溫度老化方法，包括A、將待老化的單板密閉于老化室中，并為其通電；B、溫度檢測裝置檢測老化室內(nèi)的溫度，并根據(jù)老化室內(nèi)的溫度通過控制裝置控制熱交換裝置工作，令老化室內(nèi)溫度在老化濕度的上限與下限分別保持一段時間并循環(huán)變換工作。
所述的步驟B還包括B1、單板通電后發(fā)熱，老化室內(nèi)的溫度升高；B2當溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度達到設定老化溫度的上限時，老化計時器開始對上限實際老化時間進行計時，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度上限值；
B3、判斷上限實際老化時間是否到設定的上限老化時間，如果到達，則結束上限老化過程，執(zhí)行B4；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟B1；B4、控制裝置控制熱交換裝置，使老化室內(nèi)的溫度下降，當溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度達到設定老化溫度的下限時，老化計時器開始對下限實際老化時間進行計時，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度下限值；B5、判斷下限實際老化時間是否到設定的下限老化時間，如果到達，則結束下限老化過程，執(zhí)行步驟B1；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟B4；所述的步驟B1還包括當溫度無法在預定的時間內(nèi)達到預定的老化上限溫度值時，則打開輔助加熱裝置，對老化室內(nèi)進行輔助加熱。
所述的一種單板溫度老化的方法還包括C、判斷是否到設定的老化時間，如果到達，則結束老化過程，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟A和步驟B。
所述的步驟C包括設置老化定時器，當老化定時器超時時，通過控制裝置關閉熱交換裝置及停止為單板供電。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明主要是利用單板自身的發(fā)熱給老化過程提供熱能。當溫度高時開啟熱交換裝置使其降溫，當溫度低時還可以輔助加熱，如此反復達到溫度循環(huán)老化的目的，并設置有輔助加熱裝置，以保證溫度循環(huán)的可靠性。因此，本發(fā)明不僅保留了溫度循環(huán)老化的優(yōu)點，還具有構造簡單，價格較低，節(jié)約能源等優(yōu)點。


圖1為電子元件的壽命周期曲線圖；
圖2為本發(fā)明的結構示意圖；圖3為本發(fā)明所述的方法的處理流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心是通過單板自身通電產(chǎn)生的熱量對其進行老化處理，以便于簡化老化處理的實現(xiàn)，并可以保證老化處理的效果。
本發(fā)明主要的具體實施方式
如圖2所示，一種單板溫度老化裝置包括老化室、單板、溫度檢測裝置、控制裝置與熱交換裝置，所述的單板位于老化室中，控制裝置根據(jù)溫度檢測裝置檢測的老化室內(nèi)的溫度來控制熱交換裝置調(diào)節(jié)老化室內(nèi)的溫度，并控制單板的供電。
上述的老化室為一密閉腔室體，所述密閉腔室體的空間與安裝有單板的老化設備的體積相適應即可，采用較小的密閉腔室體空間，可以保證老化室內(nèi)快速升降溫度；同時，密閉的腔室體可以使得老化室內(nèi)的溫度可以較長時間內(nèi)維持在一個恒定的溫度值，并且，在初始對老化室進行升溫時，可以使得老化室可以快速的升至預定的溫度值。
上述的一種單板溫度老化裝置還包括輔助加熱裝置，所述輔助加熱裝置與控制裝置連接，并設置于老化室中，用于當依靠單板自身通電產(chǎn)生的熱量無法使老化室快速達到預定的溫度值時，對老化室內(nèi)進行輔助升溫處理。
上述的一種單板溫度老化裝置還包括老化定時器，所述老化定時器與控制裝置連接，用于對單板老化的時間進行計時，以便于在對單板的老化處理過程中準確控制老化時間，以保證對單板老化處理的效果。
所述的控制裝置一方面用于控制給單板供電，另一方面還用于根據(jù)溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)的溫度值控制熱交換裝置及輔助加熱裝置是否工作，具體為當老化室內(nèi)溫度高于預定的溫度值時，啟動熱交換裝置，以降低老化室內(nèi)的溫度，當老化室內(nèi)溫度符合預定的溫度值時，則關閉熱交換裝置，以使老化室內(nèi)的溫度可以維持在一個恒定的值(即預定的溫度值)，另外，當老化室內(nèi)溫度低于預定的溫度值時，則啟動輔助加熱裝置，以升高老化室內(nèi)的溫度。
所述的溫度檢測裝置主要包括一個設置于老化室內(nèi)的溫度傳感器，通過所述溫度傳感器，便可以檢測獲得老化室內(nèi)的溫度。
所述熱交換裝置在開啟時，可以降低老化室內(nèi)的溫度，該裝置可以為一個通風裝置，通過與老化室外通風降低老化室內(nèi)的溫度，該裝置也可以為一個冷卻裝置，如通過水循環(huán)冷卻裝置進行冷卻處理等等，老化室內(nèi)的通過冷卻裝置進行熱交換，以降低老化室內(nèi)的溫度。
利用上述單板溫度老化裝置，本發(fā)明還提供了一種單板溫度老化方法，所述方法的具體實現(xiàn)方式如圖3所示，包括以下步驟步驟31將待老化的單板密閉于老化室中，并為其通電；同時老化定時器設定好上限老化時間、下限老化時間與總的老化時間；步驟32控制裝置控制熱交換裝置，依靠單板通電后自身發(fā)熱，使老化室的溫度升高；累計老化總時間；需要說明的是，當溫度上升緩慢時，可以打開輔助加熱裝置，以提高老化室內(nèi)溫度上升的速度；步驟33判斷溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度是否達到設定老化溫度的上限，如是，執(zhí)行步驟34；如否，執(zhí)行步驟32；步驟34老化計時器開始計算上限實際老化時間，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度上限值；累計老化總時間；步驟35判斷上限實際老化時間是否到設定的上限老化時間，如果到達，則結束上限老化過程，執(zhí)行步驟36；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟34；步驟36控制裝置控制熱交換裝置，使老化室內(nèi)的溫度下降；累計老化總時間；
步驟37判斷溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度是否達到設定老化溫度的下限，如是，執(zhí)行步驟38；如否，執(zhí)行步驟36；步驟38老化計時器開始計算下限實際老化時間，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度下限值；累計老化總時間；步驟39判斷下限實際老化時間是否到設定的下限老化時間，如果到達，則結束下限老化過程，執(zhí)行步驟32；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟38；步驟310累加老化總時間與總體老化時間比較，如累加老化總時間達到總體老化時間，停止老化過程。
綜上所述，本發(fā)明實現(xiàn)了基于單板自身通電產(chǎn)生的熱量實現(xiàn)對其的老化處理。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種單板溫度老化裝置，其特征在于，包括老化室、溫度檢測裝置、控制裝置與熱交換裝置，待老化的單板位于老化室中，控制裝置根據(jù)溫度檢測裝置檢測的老化室內(nèi)的溫度來控制熱交換裝置調(diào)節(jié)老化室內(nèi)的溫度，并控制單板的供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種單板溫度老化裝置，其特征在于，所述的老化室為一密閉腔室體。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種單板溫度老化裝置，其特征在于，還包括輔助加熱裝置，所述輔助加熱裝置與控制裝置連接，并設置于老化室中。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種單板溫度老化裝置，其特征在于，還包括老化定時器，所述老化定時器與控制裝置連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種單板溫度老化裝置，其特征在于，所述的單板設于老化設備上。
6.一種單板溫度老化方法，其特征在于，包括A、將待老化的單板密閉于老化室中，并為其通電；B、溫度檢測裝置檢測老化室內(nèi)的溫度，并根據(jù)老化室內(nèi)的溫度通過控制裝置控制熱交換裝置工作，令老化室內(nèi)溫度在老化濕度的上限與下限分別保持一段時間并循環(huán)變換工作。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種單板溫度老化方法，其特征在于，所述的步驟B還包括B1、單板通電后發(fā)熱，老化室內(nèi)的溫度升高；B2當溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度達到設定老化溫度的上限時，老化計時器開始對上限實際老化時間進行計時，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度上限值；B3、判斷上限實際老化時間是否到設定的上限老化時間，如果到達，則結束上限老化過程，執(zhí)行B4；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟B1；B4、控制裝置控制熱交換裝置，使老化室內(nèi)的溫度下降，當溫度檢測裝置檢測到的老化室內(nèi)溫度達到設定老化溫度的下限時，老化計時器開始對下限實際老化時間進行計時，同時控制裝置控制熱交換裝置，保持老化室內(nèi)的溫度在老化溫度下限值；B5、判斷下限實際老化時間是否到設定的下限老化時間，如果到達，則結束下限老化過程，執(zhí)行步驟B1；否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟B4；
8.根據(jù)權利要求7所述的一種單板溫度老化方法，其特征在于，所述的步驟B1還包括當溫度無法在預定的時間內(nèi)達到預定的老化上限溫度值時，則打開輔助加熱裝置，對老化室內(nèi)進行輔助加熱。
9.根據(jù)權利要求6、7或8所述的一種單板溫度老化的方法，其特征在于，該方法還包括C、判斷是否到設定的老化時間，如果到達，則結束老化過程，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟A和步驟B。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種單板溫度老化方法，其特征在于，所述的步驟C包括設置老化定時器，當老化定時器超時時，通過控制裝置關閉熱交換裝置及停止為單板供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種單板溫度循環(huán)老化裝置及其老化方法。本發(fā)明所述裝置主要包括老化室、溫度檢測裝置、控制裝置與熱交換裝置，待老化的單板設置于老化室中，控制裝置根據(jù)溫度檢測裝置檢測的結果對熱交換裝置進行控制；本發(fā)明所述方法主要是利用單板自身的發(fā)熱給老化過程提供熱能；當溫度高時開啟熱交換裝置使其降溫，當溫度低時還可以輔助加熱，如此反復達到溫度循環(huán)老化的目的。因此，本發(fā)明不僅保留了溫度循環(huán)老化的優(yōu)點，還具有構造簡單，價格較低，節(jié)約能源等優(yōu)點。
文檔編號H05K13/00GK1841692SQ200510059619
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權日2005年3月29日
發(fā)明者馮東 申請人:華為技術有限公司