溫變率設定模式

作者:江志宏

📘 摘要總覽（TL;DR）

摘要：
溫度循環試驗透過控制溫變率，模擬電子產品在不同環境下的溫度衝擊，以驗證可靠度。

TL（Too Long）：
國際規範提供 Ramp 總時間與每分鐘溫變率兩種設定方式，各有優勢。

DR（Did Read）：
在溫度循環試驗中，JEDEC JESD22-A104 與 MIL-STD-8831 採用 Ramp 總時間設定，例如 10 分鐘完成一次升降溫；IEC 60749、IPC-9701 與 Bellcore GR-468 則以溫變率 (℃/min) 表示，如 10℃/min。雖然兩者可互換，但在應力分布與壽命評估上差異明顯。Ramp 總時間較長，應力較小但週期多；溫變率較快，則更易揭露焊點裂痕、封裝剝離等失效模式。實務上，無鉛焊點試驗常用 −40℃ ↔ 125℃，Ramp 10 分鐘，2000 循環檢查可靠度；而 LED 車燈則採 −40℃ ↔ 100℃，駐留 30 分鐘，Ramp 5 分鐘，相當於 28℃/min。工程師需依產品應用與客戶規範選擇合適條件，以兼顧真實模擬與加速試驗需求。

說明

溫度循環試驗(Temperature Cycling)，為了模擬不同電子構件，在實際使用環境中遭遇的溫度條件，改變環境溫差範圍及急促升降溫度改變，可以提供更為嚴格測試環境，但是必須要注意可能對材料測試造成額外的影響，產生非使用狀態的破壞試驗，而針對於溫度循環試驗的相關國際規範試驗條件，其溫變的設定方式有兩種，慶聲提供直覺式的設定介面，方便使用者可以依據規範來設定，可以選擇Ramp總時間或是以每分鐘溫變率來設定升降溫速率。

📌 實務案例

在無鉛焊點可靠度測試中，JESD22-A104 規範 100℃ ↔ 0℃，Ramp 10 分鐘，共 6500 次循環；另一條件為 −40℃ ↔ 125℃，Ramp 10 分鐘，每 200 次檢查一次，2000 次進行拉力測試。在 LED 車燈測試中，條件為 −40℃ ↔ 100℃，駐留 30 分鐘，Ramp 5 分鐘，相當於 28℃/min，用於快速揭露焊點與封裝失效模式。

溫度循環試驗國際規範列表：

Ramp總時間(min)：JESD22-A104、MIL-STD-8831、CR200315
每分鐘溫變率(℃/min)：IEC 60749、IPC-9701、Bellcore-GR-468、MIL-2164

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範例：無鉛焊點可靠度測試

說明：以無鉛銲點的可靠度試驗來說，不同的試驗條件針對於溫變設定方式，也會有所不同，如(JEDEC JESD22-A104)會以總時間[10min]來規定溫變時間，而其他條件會以[10℃/ min]來指定溫變率，如從100 ℃到0 ℃，以每分鐘10度的溫變來說的話，也就是說總溫變時間為10分鐘。

100℃ [10min]←→0℃[10min]，Ramp：10℃/ min，6500cycle
-40℃[5min]←→125℃ [5min]，Ramp：10min，
200cycle檢查一次，2000cycle進行拉力試驗[JEDEC JESD22-A104]
-40℃(15min)←→125℃(15min)，Ramp：15min，2000cycle