Automobilių elektronikos srityje elektroninės plokštės turi ilgą laiką atlaikyti aukštą temperatūrą, pavyzdžiui, variklio skyrius ir galios modulius. Todėl atsparumo aukštai-temperatūrai bandymas 125 laipsnių kampu yra pagrindinis žingsnis siekiant patikrinti jų patikimumą. Toliau pateikiama išsami automobilių elektroninėms plokštėms taikomų atsparumo aukštai temperatūrai bandymo metodų analizė, įskaitant testavimo principus, įrangos pasirinkimą, veikimo procedūras ir rezultatų įvertinimą.
1, Pasiruošimas prieš bandymą: aplinka ir mėginio paruošimas
(1) Bandymo aplinkos nustatymas
Aukštos temperatūros bandymo kameros pasirinkimas
Reikalinga programuojama aukštoje{0}}temperatūroje senėjimo kamera, kurios temperatūros reguliavimo tikslumas yra ± 1 laipsnis, vienodumas yra mažesnis arba lygus ± 2 laipsniui, o pastovios temperatūros palaikymo talpa yra bent 125 laipsniai. Pavyzdžiui, galima pasirinkti dėžę su priverstine karšto oro cirkuliacijos sistema, kad būtų užtikrintas vienodas šildymas visose elektroninės plokštės vietose.
Stebėjimo įrangos konfigūracija
Suporuotas su kelių kanalų temperatūros registratoriumi, K- tipo termopora naudojama pagrindinių elektroninės plokštės paviršiaus taškų, pvz., komponentų kaiščių ir PCB pagrindo sričių, temperatūrai stebėti realiuoju laiku, o mėginių ėmimo dažnis yra ne mažesnis kaip kartą per minutę.
(2) Mėginio paruošimas ir išankstinis apdorojimas
Bandomųjų mėginių parinkimas
Elektroninėje plokštėje turi būti sukomplektuoti funkciniai moduliai su bent 3 lygiagrečiais pavyzdžiais ir užtikrinti, kad pavyzdžiai būtų baigę visą suvirinimo procesą, padengti trimis atspariomis dangomis ir pan.
Pradinis veikimo patikrinimas
Prieš atliekant bandymą, pavyzdžiui turi būti atliktas visiškai veikiantis maitinimo įjungimo bandymas, registruojant pagrindinius elektrinius parametrus, tokius kaip darbinė įtampa, srovė, signalo perdavimo delsa ir kt. kaip atskaitos duomenis.
2, Pagrindiniai bandymo metodai: pastovios temperatūros ekspozicija ir dinaminės apkrovos bandymai
(1) Statinės pastovios temperatūros bandymo metodas
1. Testavimo procesas
Kaitinimo etapas: Pakelkite bandymo kameros temperatūrą iki 125 laipsnių 5 laipsnių per minutę greičiu, stabilizuokite 30 minučių, kai pasieksite tikslinę temperatūrą, ir įsitikinkite, kad mėginio temperatūra atitinka kameros temperatūrą.
Pastovios temperatūros palaikymo etapas:
Standartinė trukmė: pagal automobilių elektronikos pramonės standartus, pvz., AEC{0}}Q100, norint imituoti ilgalaikius aukštos{5} temperatūros paslaugų scenarijus, paprastai reikalingas nepertraukiamas poveikis 240 valandų (10 dienų).
Proceso stebėjimas: paimkite mėginį kas 24 valandas, atvėsinkite jį kambario temperatūroje 30 minučių ir atlikite įjungimo funkcijos testą, kad pamatytumėte, ar nėra tokių reiškinių kaip litavimo jungties įtrūkimai, substrato karbonizacija ir komponentų gedimas.
Aušinimo etapas: Baigę bandymą, atvėsinkite iki kambario temperatūros 5 laipsnių per minutę greičiu, kad išvengtumėte staigaus aušinimo sukeltos šiluminės įtampos žalos.
2. Pagrindiniai stebėjimo taškai
Fizinė charakteristika: per optinį mikroskopą (50-200 kartų) stebėkite, ar PCB substratas nepakeitė spalvos, nesisluoksniavo ir ar litavimo jungtyse nėra įtrūkimų ar lydmetalio tirpimo pėdsakų.
Medžiagos savybės: naudokite terminį mechaninį analizatorių, kad pamatytumėte pagrindo šiluminio plėtimosi koeficiento (CTE) pokytį. Jei CTE padidėja daugiau nei 20%, tai gali reikšti materialinio gedimo riziką.
(2) Dinaminės apkrovos bandymo metodas
1. Testavimo procesas
Apkrovos šildymas: prijunkite elektroninę plokštę prie analoginės apkrovos grandinės ir įkaitinkite ją iki 125 laipsnių 3 laipsnių per minutę greičiu, kai įjungta, išlaikant darbinę srovę 1,2 karto didesnę už vardinę srovę, kad būtų imituojamos perkrovos sąlygos.
Pastovios temperatūros veikimo bandymas:
Trukmė: 100 valandų intensyvaus bandymo scenarijus, kurio metu tokie parametrai kaip įtampos svyravimai ir dažnio stabilumas yra stebimi realiuoju laiku{1}}.
Periodiškas pertrūkių aptikimas: kas 10 valandų išjunkite maitinimą ir atvėsinkite iki kambario temperatūros, kad aptiktumėte pertraukiamus gedimus, atsirandančius dėl terminio ciklo, pvz., prastą kontaktą ir signalo šuolius.
2. Gedimų nustatymo rodikliai
Elektros charakteristikos: jei darbinė įtampa nukrypsta nuo vardinės vertės ± 5%, o signalo perdavimo delsa padidėja daugiau nei 15%, tai vertinama kaip gedimas.
Šiluminio vaizdo aptikimas: elektroninės plokštės paviršiui nuskaityti naudokite infraraudonųjų spindulių termovizorių (tikslumas ± 2 laipsniai ). Jei vietinė karšto taško temperatūra viršija 130 laipsnių ir viršija projektinę 5 laipsnių ribą, būtina išanalizuoti šilumos išsklaidymo projektinius defektus.
3, Išplėstinis testavimas: terminis važiavimas dviračiu ir ekstremalus iššūkis
(1) Šiluminio ciklo bandymas (išplėstinis prisitaikymas aukštai temperatūrai)
Ciklo sąlygos: -40 laipsnių (30 minučių) → 125 laipsnių (30 minučių), ciklo greitis 5 laipsniai /min, bendras ciklo laikas 50, imituoja temperatūros šoką automobilio užvedimo sustojimo metu.
Bandymo dėmesys: rentgeno spinduliai naudojami mikroįtrūkimų plitimui litavimo jungties viduje aptikti, o jonų chromatografija naudojama analizuoti, ar aukštoje temperatūroje substratas išskiria korozinių dujų, pvz., halogenidų.
(2) Ekstremalios temperatūros pakopų bandymas (kritinei ribai nustatyti)
Laipsniškas kaitinimas: Pradedant nuo 100 laipsnių, kas 2 valandas didinkite temperatūrą 5 laipsniais, kol mėginys suges. Užrašykite kritinę temperatūrą, kuriai esant įvyksta gedimas, kuri turėtų būti didesnė nei 130 laipsnių arba lygi, paliekant 10 % saugos ribą.
Gedimo režimo analizė: jei gedimą sukėlė kondensatoriaus elektrolito nuotėkis, pirmenybė turėtų būti teikiama aukštai -temperatūrai atspariems elektrolitiniams kondensatoriams, pvz., gaminiams, kurių vardinė vertė yra 135 laipsniai.
4, Testo rezultatų įvertinimas ir ataskaitų teikimas
(1) Duomenų apdorojimas
Nubraižykite trimatę „laiko temperatūros elektrinių parametrų“{0}}kreivę ir palyginkite parametrų pokyčių tendencijas prieš ir po bandymo.
Apskaičiuokite vidutinį laiką tarp gedimų. Jei MTBF statinio bandymo metu yra didesnis nei 1000 valandų, laikoma, kad jis išlaikė patikimumo patikrinimą.
(2) Pranešti apie turinį
Bandymo pagrindas: referenciniai standartai, tokie kaip ISO16750-2, SAEJ1211, ir specifiniai klientų reikalavimai.
Informacija apie pavyzdį: įskaitant PCB sluoksnius, pagrindo tipus, tokius kaip FR-4, aliuminio substratą ir komponentų sąrašą.
Gedimų analizė: atlikite gedimų lokalizaciją neatitinkančiuose -pavyzdžiuose, pvz., nuskaitykite litavimo jungčių lūžimo paviršių naudojant SEM, ir pasiūlykite tobulinimo pasiūlymus, pvz., padidinkite šilumą išsklaidančios varinės folijos plotą ir pakeiskite aukštos- temperatūros klijus.
Termoporos išdėstymas: Termoporos turi būti pritvirtintos prie PCB paviršiaus tiesiai po maitinimo įrenginiais, tokiais kaip MCU ir maitinimo lustai, kad būtų išmatuota faktinė darbinė temperatūra.
Taikant aukščiau nurodytus sistemingo testavimo metodus, automobilių elektroninių plokščių patikimumas gali būti visapusiškai įvertintas 125 laipsnių aplinkoje, suteikiant mokslinį pagrindą atrankai, dizaino optimizavimui ir masinės gamybos kokybės kontrolei.