Autoelektroniikan alalla elektroniikkalevyjen on kestettävä korkeita lämpötiloja, kuten moottoritiloja ja tehomoduuleja, pitkään. Siksi korkean-lämpötilan kestävyyden testaus 125 asteessa on keskeinen vaihe niiden luotettavuuden varmistamisessa. Seuraavassa on yksityiskohtainen analyysi korkean -lämpötilojen kestävyyden testausmenetelmistä, joita voidaan soveltaa autojen elektroniikkalevyihin, mukaan lukien testausperiaatteet, laitteiden valinta, toimintamenettelyt ja tulosten arviointi.
1, Valmistelu ennen testausta: ympäristö ja näytteen esikäsittely
(1) Testiympäristön asetukset
Korkean lämpötilan testikammion valinta
Tarvitaan ohjelmoitava korkean lämpötilan -vanhentamiskammio, jonka lämpötilan säätötarkkuus on ± 1 aste, tasaisuus enintään ± 2 astetta ja vakiolämpötilan säilytyskyky vähintään 125 astetta. Esimerkiksi laatikko, jossa on pakotettu kuumailmakierto, voidaan valita varmistamaan tasainen lämmitys kaikilla elektroniikkalevyn alueilla.
Valvontalaitteiden konfigurointi
Monikanavaisen lämpötilatallentimen kanssa yhdistettyä K--tyyppistä termoparia käytetään elektroniikkalevyn pinnan avainpisteiden, kuten komponenttien nastojen ja PCB-substraattialueiden, lämpötilan tarkkailuun reaaliajassa näytteenottotaajuudella vähintään kerran minuutissa.
(2) Näytteen valmistelu ja esikäsittely
Testinäytteiden valinta
Elektroniikkalevyn tulee sisältää täydelliset toiminnalliset moduulit, vähintään 3 rinnakkaista näytettä ja varmistaa, että näytteet ovat suorittaneet koko hitsausprosessin, kolme proof-pinnoitusta jne.
Ensimmäinen suorituskyvyn testaus
Ennen testausta näytteelle on suoritettava täysin toimiva käynnistystesti, joka tallentaa tärkeimmät sähköiset parametrit, kuten käyttöjännite, virta, signaalin lähetysviive jne. vertailutietoina.
2, ydintestausmenetelmät: jatkuva lämpötilaaltistus ja dynaaminen kuormitustestaus
(1) Staattisen vakiolämpötilan testausmenetelmä
1. Testausprosessi
Lämmitysvaihe: Nosta testikammion lämpötila 125 asteeseen nopeudella 5 astetta/min, stabiloi 30 minuuttia tavoitelämpötilan saavuttamisen jälkeen ja varmista, että näytteen lämpötila on yhdenmukainen kammion sisällä olevan lämpötilan kanssa.
Vakiolämpötilan pitovaihe:
Vakiokesto: Autoelektroniikkateollisuuden standardien, kuten AEC{0}}Q100, mukaan jatkuva altistus vaaditaan 240 tuntia (10 päivää), jotta voidaan simuloida pitkäaikaisia-korkean lämpötilan{5}}huoltoskenaarioita.
Prosessin seuranta: Ota näyte 24 tunnin välein, jäähdytä sitä huoneenlämmössä 30 minuuttia ja suorita käynnistystesti nähdäksesi, onko olemassa ilmiöitä, kuten juotosliitoksen halkeilua, substraatin hiiltymistä ja komponenttien vikaa.
Jäähdytysvaihe: Testin päätyttyä jäähdytä huoneenlämpötilaan nopeudella 5 astetta/min, jotta vältytään äkillisen jäähtymisen aiheuttamilta lämpöstressivaurioilta.
2. Tärkeimmät huomiot
Fysikaalinen karakterisointi: Tarkkaile optisella mikroskoopilla (50-200 kertaa), onko PCB-substraatissa värimuutoksia, delaminaatiota ja onko juotosliitoksissa halkeamia tai jälkiä juotteen sulamisesta.
Materiaalin ominaisuudet: Käytä lämpömekaanista analysaattoria mitataksesi muutos substraatin lämpölaajenemiskertoimessa (CTE). Jos CTE kasvaa yli 20 %, se voi viitata materiaalivaurion vaaraan.
(2) Dynaaminen kuormitustestausmenetelmä
1. Testausprosessi
Kuorman lämmitys: Liitä elektroniikkakortti analogiseen kuormituspiiriin ja lämmitä se 125 asteeseen nopeudella 3 astetta/min virran ollessa kytkettynä pitäen käyttövirta 1,2 kertaa nimellisvirtaa korkeampana ylikuormitusolosuhteiden simuloimiseksi.
Vakiolämpötilan toimintatesti:
Kesto: 100 tuntia intensiivistä testausskenaariota, jonka aikana parametreja, kuten jännitteen vaihteluita ja taajuuden vakautta, seurataan reaaliajassa.
Jaksottaisen keskeytyksen havaitseminen: Katkaise virta 10 tunnin välein ja jäähdytä se huoneenlämpöiseksi havaitaksesi termisen syklin aiheuttamat ajoittaiset viat, kuten huonot kontaktit ja signaalihyppyjä.
2. Vianmääritysilmaisimet
Sähköinen suorituskyky: Jos käyttöjännite poikkeaa nimellisarvosta ± 5 % ja signaalin lähetysviive kasvaa yli 15 %, se katsotaan viaksi.
Lämpökuvauksen tunnistus: Käytä infrapunalämpökameraa (tarkkuus ± 2 astetta) elektronisen levyn pinnan skannaamiseen. Jos paikallinen kuumapistelämpötila ylittää 130 astetta ja ylittää suunnittelukynnyksen 5 astetta, on tarpeen analysoida lämmönpoiston suunnitteluvirheet.
3, Advanced Testing: Thermal Cycling and Extreme Challenge
(1) Lämpösyklitesti (pidennetty sopeutumiskyky korkeaan lämpötilaan)
Jaksoolosuhteet: -40 astetta (30 minuuttia) → 125 astetta (30 minuuttia), kierrosnopeus 5 astetta /min, syklien kokonaisaika 50, simuloi auton käynnistyksen pysäyttämisen lämpötilashokkia.
Testauskohde: Röntgensädettä käytetään mikrohalkeamien etenemisen havaitsemiseen juotosliitoksen sisällä, ja ionikromatografiaa käytetään analysoimaan, vapauttaako substraatti syövyttäviä kaasuja, kuten halogenideja korkeissa lämpötiloissa.
(2) Äärimmäisen lämpötilan askeltesti (kriittisen kynnyksen määrittämiseksi)
Asteittainen lämmitys: 100 astetta alkaen nosta lämpötilaa 5 astetta 2 tunnin välein, kunnes näyte kokee toimintahäiriön. Kirjaa muistiin kriittinen lämpötila, jossa vika ilmenee, jonka tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 130 astetta 10 %:n turvamarginaalilla.
Vikatilan analyysi: Jos vika johtuu kondensaattorin elektrolyytin vuotamisesta, korkean lämpötilan{0}}kestävät elektrolyyttikondensaattorit tulee asettaa etusijalle, kuten tuotteet, joiden nimellisarvo on 135 astetta.
4, Testitulosten arviointi ja raportointi
(1) Tietojen käsittely
Piirrä kolmiulotteinen "aikalämpötilan sähköparametrien"{0}}käyrä ja vertaa parametrien muutosten trendejä ennen testausta ja sen jälkeen.
Laske keskimääräinen aika vikojen välillä. Jos staattisen testauksen MTBF on yli 1000 tuntia, sen katsotaan läpäisevän luotettavuustarkastuksen.
(2) Ilmoita sisällöstä
Testausperusteet: Viitestandardit, kuten ISO16750-2, SAEJ1211, ja asiakaskohtaiset vaatimukset.
Esimerkkitiedot: mukaan lukien PCB-kerrokset, substraattityypit, kuten FR-4, alumiinisubstraatti ja komponenttiluettelo.
Vikaanalyysi: Suorita virheiden lokalisointi ei--yhteensopiville näytteille, kuten skannaamalla juotosliitosten murtumispinnat SEM:llä, ja ehdota parannusehdotuksia, kuten lämpöä haihduttavan kuparikalvon alueen lisäämistä ja korkeiden-lämpötilojen liimojen vaihtamista.
Termoparien asettelu: Lämpöparit tulee kiinnittää piirilevyn pintaan suoraan teholaitteiden, kuten MCU:n ja tehosirujen alle, jotta varmistetaan, että todellinen työlämpötila mitataan.
Yllä olevien systemaattisten testausmenetelmien avulla autoteollisuuden elektroniikkalevyjen luotettavuus voidaan arvioida kattavasti 125 asteen ympäristössä, mikä tarjoaa tieteellisen perustan valinnalle, suunnittelun optimoinnille ja massatuotannon laadunvalvontalle.