焊锡膏可靠性测试方案

项目背景

焊锡膏也叫锡膏，英文名solder paste，灰色膏体。焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合，形成的膏状混合物。主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接。
焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料。焊锡膏是一个复杂的体系，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。焊锡膏在常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂的挥发，将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。
在一些手机，通讯，以及汽车，航空等领域，对于电路板的寿命和使用温度均有着特殊的要求，因此对于锡膏也有着特殊的要求，例如使用寿命，耐高温程度等；而在众多的测试中，可靠性测试是必不可少的一项。
客户是国内一家知名的手机生产厂商，在此项目中，我们需要检测相邻两条锡膏覆盖的焊盘之间绝缘阻抗的可靠性，保证其在高温，高湿，盐雾环境，以及长时间加电的情况下，绝缘阻抗不会发生变化，从而保证设备的正常运行。
在实际的测试中，通过将拥有多个平行条状焊盘上涂有锡膏的电路板放入环境箱，对其施加不同的环境，同时在锡膏与GND之间施加电压，通过改变环境和电压来模拟和加速老化过程。通过检测锡膏之间的表面绝缘电阻，来判断锡膏的可靠性。

项目难点

在该项目中，项目难点有三个：

锡膏条之间的绝缘阻抗可达1012Ω，这个级别的电阻在一般的情况中我们都会直接认为是开路状态（实际上也就是开路状态）。所以我们需要可以检测到这个级别电阻的特殊仪器。
被测对象较多，同一时间有256路锡膏条需要进行检测和加电，如果每一路搭配一台电源和一个测试仪，那么成本和体积都将会是巨大的，因此我们需要尽可能的降低成本。
因为被测对象很多，每一项测试的时间都比较长，所以我们需要整套系统可以尽量少的人工去操作，实现自动化的测试。

项目实现

系统设备
在该测试系统中，我们用到了以下设备：

高阻仪。首先用到了高阻仪，用来测试绝缘电阻的大小，高阻仪可以测试超过1013Ω大小的电阻，因此可以在这套系统中负责最主要的测量环节。
程控电源。利用程控电源，我们可以给锡膏施加电压，并且可以按照我们的测试需求任意调整电压的大小。
矩阵开关。系统中的核心设备为一个超大规模的矩阵开关，采用的是虹科的双刀2*256规模的矩阵模块，支持LXI控制，利用矩阵，我们主要实现两个功能：1）扩展高阻仪的通道，使其可以分时采集256个被测对象的信号；2）扩展电源通道，是电源可以按照我们的医院施加到256个被测对象上，同时在需要对某一路进行测试的时候断开电源，接入高阻仪。
环境箱。用来模拟各种相对恶劣的环境，例如高温，高湿，盐雾等。
系统框图：

系统主要功能：

1.本系统可以同时接入 256 个被测件，通过上位机进行自动化测试；
2. 本系统包括了给被测件长时间供电，提供特殊的环境，还有接入高阻计进行自动化测试的功能；
3. 接入被测件的数量增加，只需在后期加入相关的升级部件；
4. 可用于其他的自动化测试，前提是测试要求的电气性能指标不超过本系统；

核心产品推荐

本系统中的核心产品为一套大规模的矩阵系统，用来实现信号的路由和切换，同时可以使用LAN口进行远程控制，所以可以搭配测试仪器组成全自动的测试系统。
本系统使用的矩阵型号为60-556系列：
(1) 矩阵规模：双刀矩阵，最多扩展到4096个节点；
(2) 最大使用电压：直流 300V；
(3) 最大使用电流：直流 2A；
(4) 初始通路开关内阻＜1Ω；
(5) 初始断路开关电阻＞10^11Ω；
(6) 提供常见编程环境的API接口；

通过矩阵开关和高阻仪环境箱的搭配使用使得整个可靠性测试变得高效快捷，并且由于通过矩阵开关对设备进行分时复用，也大大提高了设备利用率，降低了成本。