In儲能係統安裝在車輛上後的實際運作中,PCBA所經歷的振動遠遠超出了常規實驗室正弦掃頻測試所能覆蓋的範圍。嘉金源在多個專案中發現電池組托盤剛性不足導致15Hz~45Hz頻段共振放大。再加上電機啟動停止時產生的瞬態衝擊(峰值高達35g)和道路顛簸激發的寬頻隨機振動(PSD高達0.04g²/Hz),傳統的PCBA可靠性測試方案變得無效。我們將車測加速度譜直接導入振動台控制器中,用三軸同步激勵代替單軸測試,並將測試時間從2小時延長到8小時,然後在某BMS板上重現了焊盤剝落和0201電阻焊點開裂的情況。
嘉金源的SMT生產線始終堅持先進行X射線掃描,再進行拆解分析,對振動後PCBA進行故障定位,因為許多底部BGA冷焊點或焊球微裂紋在目視檢查中是完全看不見的,單純依靠AOI或ICT無法捕捉到這種由機械應力引起的隱藏缺陷。我們曾經遇到一批單板,經過振動測試後功能正常,但在交貨三個月後批量出現故障。切片顯示QFN導熱墊下方存在週期性微孔洞,這正是隨機振動譜中200Hz以上高頻元件反覆拉動造成的疲勞損傷。如果測試沒有涵蓋這個頻段,就難免誤判。
夾具設計不是輔助步驟,而是決定測試成敗的關鍵變數。嘉金源進行的所有車載PCBA振動測試均採用與車輛安裝姿態一致的剛性裝夾,並在PCBA邊緣關鍵部件下方安裝矽膠墊,模擬車身阻尼特性。否則,過於剛性的夾具將導致連接器焊點過度應力集中,而過於脆弱的夾具將導致電路板異常搖擺,掩蓋真正的故障模式。我們曾因治具基板厚度偏差0.3mm,誤判一批DC-DC控制板在Z軸振動時出現電感焊盤脫焊,實際上是治具共振造成的假開路。
測試後的電氣複測必須在室溫下靜置4小時後進行,因為有些焊點微裂紋在熱脹冷縮的情況下表現出時變的導電特性。嘉金源規定所有後振板在功能測試前必須經過3次熱循環(-40℃/85℃各30分鐘)。否則,TVS腳的微裂紋等缺陷會在室溫下暫時導通而逃脫檢測。我們有兩次客戶投訴是因為跳過這一步驟而導致早期故障率急劇上升,隨後這一步被納入強制流程控制節點。
振動測試不是一種程式形式,而是一個尋找邊界的過程。嘉金源工程師每次都會手寫日誌記錄測試譜形狀、夾具狀態、電路板固定方法以及環境溫濕度。因為當同型號PCBA的基材Tg值在不同批次間波動±5℃,或銅厚公差超過±12μm時,其抗振動性能差異較大。如果這些細節沒有記錄清楚,就不可能逆向定位問題的根本原因,更不可能優化DFM設計。




