PCB产品常常会受到热应力的影响，进而产生热疲劳问题，这对产品的可靠性构成严重威胁。

 一、PCB 产品热疲劳的评估方式

 热循环测试

将 PCB 产品置于专门的热循环测试设备中，设备会按照设定的温度范围和变化速率进行循环。一般而言，温度范围会在产品的正常工作温度区间上下限进行拓展，比如产品正常工作温度为 0℃ - 70℃，测试时可能会设定为 - 40℃ - 100℃。在多次热循环周期后，观察 PCB 板上的焊点有无裂痕、线路有无开裂或短路等情况，同时利用电子电气测试仪器，检测产品的功能参数是否出现异常变化。例如检测电路的通断、电阻值变化、信号传输的完整性等，以此来评估热疲劳对其性能的影响程度。

 热冲击测试

与热循环测试相比，热冲击测试的温度变化更为剧烈。通常是将 PCB 产品瞬间从一个高温环境转移到低温环境，或者相反操作。比如把产品先放入 150℃的高温箱中保持一定时间，然后迅速转移到 - 55℃的低温箱中。这种极端的温度变化会快速引起 PCB 材料和元器件的热膨胀与收缩，加快热疲劳缺陷的暴露。通过检查产品在经历多次热冲击后的外观和性能，能直观地评估其抵抗热疲劳的能力。

 裂纹检测技术

采用无损检测手段，如 X 射线检测、超声波检测等。X 射线检测能够穿透 PCB 板，清晰地显示出内部焊点、线路以及元器件封装内部是否存在微小裂纹。超声波检测则是利用超声波在材料中的传播特性，当遇到裂纹等缺陷时，超声波会产生反射等现象，通过接收和分析这些信号来判断裂纹的位置和大小。这些裂纹检测技术可以精准地发现由于热疲劳引发的内部结构损伤，为评估提供有力依据。

 二、PCB 产品热疲劳的改进措施

 优化材料选择

对于 PCB 板本身，选择热膨胀系数更小、热稳定性更好的板材材料至关重要。例如，使用高 Tg（玻璃化转变温度）的环氧树脂材料，这种材料在较高温度下仍能保持较好的机械性能和尺寸稳定性，减少因温度变化导致的变形和应力产生。在元器件选型上，要挑选耐温等级高、热膨胀系数与 PCB 板匹配的元器件。例如，在一些对温度要求苛刻的高温环境下工作的 PCB 产品中，选用陶瓷封装的元器件，因为陶瓷材料具有优异的耐高温和热稳定性，能有效降低因热膨胀系数差异引起的热疲劳。

 改进设计布局

在 PCB 布局设计时，合理安排元器件的位置，避免将发热元器件集中放置，以减少局部过热现象。同时，为发热元器件预留足够的散热空间，如设置散热孔、散热通道等，有利于热量的散发，降低产品在工作过程中的温度梯度。在线路设计方面，优化线路的走向和宽度，减少线路因热膨胀受到的应力。例如，对于大电流线路，适当增加线路宽度，降低线路在通电发热时的电阻产生的热量，同时也能增强线路的抗热疲劳能力。

 优化焊接工艺

选择合适的焊接材料，如低应力的焊膏。一些新型焊膏含有纳米颗粒等添加剂，能改善焊点的力学性能和热稳定性。在焊接温度曲线设置上，要根据不同材料的特性进行精准调整。预热阶段温度上升不能过快，以免元器件和 PCB 板受热不均产生热应力；回流焊阶段要确保焊膏充分熔化并形成良好的连接，同时避免温度过高对元器件和 PCB 板造成损伤。合理的焊接工艺可以有效提高焊点的质量和抗热疲劳性能。

 加强散热管理

在产品外壳设计上，采用散热性能好的材料，如铝合金外壳。外壳表面可以增加散热鳍片，增大散热面积，提高散热效率。同时，可以在 PCB 产品内部安装散热风扇或者使用热管等散热元件，主动地将热量散发出去。例如，在一些高性能计算机的主板上，会配备多个散热风扇和大型的铝合金散热片，确保 CPU、显卡等主要发热元器件的热量及时散发，降低整个 PCB 产品的温度，减少热疲劳的发生。