U oblasti automobilske elektronike, elektronske ploče moraju dugo vremena da izdrže okruženja s visokim temperaturama kao što su motorni prostori i energetski moduli. Stoga,-testiranje otpornosti na visoke temperature na 125 stepeni je ključni korak u provjeri njihove pouzdanosti. Sljedeće pruža detaljnu analizu metoda ispitivanja otpornosti na visoke{4}}temperature koje se primjenjuju na automobilske elektronske ploče, uključujući principe testiranja, izbor opreme, radne procedure i evaluaciju rezultata.
1, Priprema prije testiranja: okoliš i predtretman uzorka
(1) Postavljanje testnog okruženja
Izbor komore za ispitivanje visoke temperature
Potrebna je programabilna visokotemperaturna komora za starenje{0}, sa preciznošću kontrole temperature od ± 1 stepen, ujednačenošću manjom ili jednakom ± 2 stepena i konstantnim kapacitetom održavanja temperature od najmanje 125 stepeni. Na primjer, kutija sa sistemom prisilne cirkulacije vrućeg zraka može se odabrati kako bi se osiguralo ravnomjerno grijanje u svim područjima elektronske ploče.
Monitoring konfiguracije opreme
Uparen sa više-kanalnim registratorom temperature, termopar tipa K- se koristi za praćenje temperature ključnih tačaka na površini elektronske ploče u realnom vremenu, kao što su pinovi komponenti i površine PCB podloge, sa frekvencijom uzorkovanja ne manjom od jednom u minuti.
(2) Priprema uzoraka i predtretman
Izbor ispitnih uzoraka
Elektronska ploča mora sadržavati kompletne funkcionalne module, sa najmanje 3 paralelna uzorka, i osigurati da su uzorci završili cijeli proces zavarivanja, tri probna premaza itd.
Početno testiranje performansi
Prije testiranja, uzorak treba proći potpuno funkcionalan test napajanja, zabilježiti ključne električne parametre kao što su radni napon, struja, kašnjenje prijenosa signala, itd. kao referentne podatke.
2, Metode ispitivanja jezgre: izlaganje konstantnoj temperaturi i ispitivanje dinamičkog opterećenja
(1) Metoda ispitivanja statičke konstantne temperature
1. Proces testiranja
Faza zagrijavanja: Podignite temperaturu ispitne komore na 125 stepeni brzinom od 5 stepeni/min, stabilizirajte 30 minuta nakon postizanja ciljne temperature i osigurajte da je temperatura uzorka u skladu s temperaturom unutar komore.
Faza održavanja konstantne temperature:
Standardno trajanje: Prema standardima industrije automobilske elektronike, kao što je AEC-Q100, obično je potrebno kontinuirano izlaganje u trajanju od 240 sati (10 dana) da bi se simulirali dugoročni-scenari visokotemperaturnog servisa.
Praćenje procesa: Izvadite uzorak svaka 24 sata, ohladite ga na sobnoj temperaturi 30 minuta i izvršite test funkcije pri uključenju kako biste uočili da li postoje pojave kao što su pucanje lemnog spoja, karbonizacija podloge i kvar komponenti.
Faza hlađenja: Nakon što je test završen, ohladite na sobnu temperaturu brzinom od 5 stepeni/min kako biste izbjegli oštećenje od termičkog stresa uzrokovano naglim hlađenjem.
2. Ključne tačke posmatranja
Fizička karakterizacija: Promatrajte da li PCB podloga ima promjenu boje, raslojavanje i da li ima pukotina ili tragova topljenja lema u lemnim spojevima kroz optički mikroskop (50-200 puta).
Svojstva materijala: Koristite termički mehanički analizator za mjerenje promjene koeficijenta toplinskog širenja (CTE) podloge. Ako se CTE poveća za više od 20%, to može ukazivati na rizik od kvara materijala.
(2) Metoda ispitivanja dinamičkog opterećenja
1. Proces testiranja
Grejanje opterećenja: Povežite elektronsku ploču na analogno kolo opterećenja i zagrejte je do 125 stepeni brzinom od 3 stepena/min dok je uključena, održavajući radnu struju na 1,2 puta većoj od nazivne struje kako biste simulirali uslove preopterećenja.
Test rada na konstantnoj temperaturi:
Trajanje: 100 sati scenarija intenzivnog testiranja, tokom kojeg se parametri kao što su fluktuacije napona i stabilnost frekvencije prate u realnom-vremenu.
Periodično otkrivanje prekida: svakih 10 sati isključite napajanje i ohladite ga na sobnu temperaturu kako biste otkrili povremene greške uzrokovane termalnim ciklusima, kao što su loš kontakt i skokovi signala.
2. Indikatori utvrđivanja neuspjeha
Električne performanse: Ako radni napon odstupa od nominalne vrijednosti za ± 5% i kašnjenje prijenosa signala se poveća za više od 15%, smatra se kvarom.
Detekcija termičke slike: Koristite infracrveni termovizir (preciznost ± 2 stepena) za skeniranje površine elektronske ploče. Ako temperatura lokalne vruće tačke prelazi 130 stepeni i prelazi projektovani prag od 5 stepeni, potrebno je analizirati nedostatke u projektovanju odvođenja toplote.
3, Napredno testiranje: Termalni biciklizam i ekstremni izazov
(1) Ispitivanje termičkog ciklusa (produžena prilagodljivost visokim temperaturama)
Uslovi ciklusa: -40 stepeni (30 minuta) → 125 stepeni (30 minuta), brzina ciklusa od 5 stepeni/min, ukupno vreme ciklusa od 50, simulacija temperaturnog šoka prilikom startovanja automobila.
Fokus ispitivanja: X- zrak se koristi za otkrivanje širenja mikropukotina unutar lemnog spoja, a jonska hromatografija se koristi za analizu da li supstrat oslobađa korozivne gasove kao što su halogenidi na visokim temperaturama.
(2) Ekstremni temperaturni korak test (za određivanje kritičnog praga)
Postepeno zagrevanje: Počevši od 100 stepeni, povećavajte temperaturu za 5 stepeni svaka 2 sata sve dok uzorak ne doživi funkcionalni kvar. Zabilježite kritičnu temperaturu na kojoj dolazi do kvara, koja bi trebala biti veća ili jednaka 130 stepeni, uz rezervisanu sigurnosnu marginu od 10%.
Analiza načina rada kvara: Ako je kvar uzrokovan curenjem elektrolita kondenzatora, treba dati prednost elektrolitičkim kondenzatorima otpornim na-temperaturu, kao što su proizvodi sa nominalnom vrijednošću od 135 stepeni.
4, Evaluacija i izvještavanje o rezultatima ispitivanja
(1) Obrada podataka
Nacrtajte trodimenzionalnu krivu-od "vremenskih temperaturnih električnih parametara" i uporedite trend promjena parametara prije i nakon testiranja.
Izračunajte srednje vrijeme između kvarova. Ako je MTBF u statičkom testiranju veći od 1000 sati, smatra se da je prošao verifikaciju pouzdanosti.
(2) Sadržaj izvještaja
Osnova ispitivanja: Referentni standardi kao što su ISO16750-2, SAEJ1211 i specifični zahtjevi kupaca.
Informacije o uzorku: uključujući PCB slojeve, tipove supstrata kao što je FR-4, aluminijumsku podlogu i listu komponenti.
Analiza kvara: Izvršite lokalizaciju kvara na ne-odgovarajućim uzorcima, kao što je skeniranje površine loma lemnih spojeva pomoću SEM-a, i predložite prijedloge za poboljšanje, kao što je povećanje površine bakarne folije za disipaciju topline i zamjena visoko-ljepila za visoke temperature.
Raspored termoparova: Termoparovi bi trebali biti pričvršćeni na površinu PCB-a direktno ispod energetskih uređaja kao što su MCU i strujni čipovi kako bi se osiguralo mjerenje stvarne radne temperature.
Kroz gore navedene metode sistematskog testiranja, pouzdanost automobilskih elektronskih ploča može se sveobuhvatno procijeniti u okruženju od 125 stepeni, pružajući naučnu osnovu za odabir, optimizaciju dizajna i kontrolu kvaliteta masovne proizvodnje.