Dalam bidang elektronik automotif, papan elektronik perlu menahan persekitaran suhu tinggi seperti petak enjin dan modul kuasa untuk masa yang lama. Oleh itu,-ujian rintangan suhu tinggi pada 125 darjah merupakan langkah penting dalam mengesahkan kebolehpercayaannya. Yang berikut menyediakan analisis terperinci tentang kaedah ujian rintangan suhu tinggi-yang digunakan pada papan elektronik automotif, termasuk prinsip ujian, pemilihan peralatan, prosedur pengendalian dan penilaian keputusan.
1, Persediaan sebelum ujian: persekitaran dan prarawatan sampel
(1) Uji persediaan persekitaran
Pemilihan Dewan Ujian Suhu Tinggi
Ruang penuaan suhu tinggi{0}}yang boleh diprogramkan diperlukan, dengan ketepatan kawalan suhu ± 1 darjah , keseragaman Kurang daripada atau sama dengan ± 2 darjah dan kapasiti pegangan suhu malar sekurang-kurangnya 125 darjah . Sebagai contoh, kotak dengan sistem peredaran udara panas paksa boleh dipilih untuk memastikan pemanasan seragam di semua kawasan papan elektronik.
Konfigurasi peralatan pemantauan
Dipasangkan dengan perakam suhu berbilang-saluran, termokopel jenis K-digunakan untuk memantau suhu titik utama pada permukaan papan elektronik dalam masa nyata, seperti pin komponen dan kawasan substrat PCB, dengan kekerapan pensampelan tidak kurang daripada sekali seminit.
(2) Penyediaan sampel dan prarawatan
Pemilihan sampel ujian
Papan elektronik mesti menyertakan modul berfungsi lengkap, dengan sekurang-kurangnya 3 sampel selari, dan memastikan bahawa sampel telah menyelesaikan keseluruhan proses kimpalan, salutan tiga kalis, dsb.
Ujian prestasi awal
Sebelum ujian, sampel perlu menjalani ujian kuasa berfungsi sepenuhnya, merekodkan parameter elektrik utama seperti voltan kendalian, arus, kelewatan penghantaran isyarat, dll. sebagai data rujukan.
2, Kaedah ujian teras: pendedahan suhu malar dan ujian beban dinamik
(1) Kaedah ujian suhu malar statik
1. Proses ujian
Peringkat pemanasan: Naikkan suhu ruang ujian kepada 125 darjah pada kadar 5 darjah / min, stabilkan selama 30 minit selepas mencapai suhu sasaran, dan pastikan suhu sampel konsisten dengan suhu di dalam ruang.
Peringkat pegangan suhu malar:
Tempoh standard: Menurut piawaian industri elektronik automotif seperti AEC-Q100, pendedahan berterusan selama 240 jam (10 hari) biasanya diperlukan untuk mensimulasikan senario perkhidmatan suhu tinggi-jangka panjang-.
Pemantauan proses: Keluarkan sampel setiap 24 jam, sejukkan pada suhu bilik selama 30 minit, dan jalankan ujian kuasa hidup untuk memerhati sama ada terdapat fenomena seperti keretakan sambungan pateri, pengkarbonan substrat dan kegagalan komponen.
Peringkat penyejukan: Selepas ujian selesai, sejukkan ke suhu bilik pada kadar 5 darjah / min untuk mengelakkan kerosakan tekanan haba yang disebabkan oleh penyejukan secara tiba-tiba.
2. Perkara utama pemerhatian
Pencirian fizikal: Perhatikan sama ada substrat PCB mengalami perubahan warna, penyahwarnaan, dan sama ada terdapat retakan atau kesan pencairan pateri dalam sambungan pateri melalui mikroskop optik (50-200 kali).
Sifat bahan: Gunakan penganalisis mekanikal terma untuk mengukur perubahan dalam pekali pengembangan terma (CTE) substrat. Jika CTE meningkat lebih daripada 20%, ia mungkin menunjukkan risiko kegagalan material.
(2) Kaedah ujian beban dinamik
1. Proses ujian
Pemanasan beban: Sambungkan papan elektronik ke litar beban analog dan panaskannya sehingga 125 darjah pada kadar 3 darjah / min semasa dihidupkan, mengekalkan arus kerja pada 1.2 kali arus undian untuk mensimulasikan keadaan beban lampau.
Ujian operasi suhu malar:
Tempoh: 100 jam senario ujian intensif, di mana parameter seperti turun naik voltan dan kestabilan frekuensi dipantau dalam masa-sebenar.
Pengesanan gangguan berkala: Setiap 10 jam, matikan dan sejukkan ke suhu bilik untuk mengesan kerosakan terputus-putus yang disebabkan oleh kitaran haba, seperti sentuhan lemah dan lompatan isyarat.
2. Penunjuk penentuan kegagalan
Prestasi elektrik: Jika voltan kerja menyimpang daripada nilai undian sebanyak ± 5% dan kelewatan penghantaran isyarat meningkat lebih daripada 15%, ia dinilai sebagai kegagalan.
Pengesanan pengimejan terma: Gunakan pengimejan terma inframerah (ketepatan ± 2 darjah ) untuk mengimbas permukaan papan elektronik. Jika suhu tempat panas tempatan melebihi 130 darjah dan melebihi ambang reka bentuk 5 darjah, adalah perlu untuk menganalisis kecacatan reka bentuk pelesapan haba.
3, Ujian Lanjutan: Berbasikal Terma dan Cabaran Melampau
(1) Ujian kitaran terma (kebolehsuaian suhu tinggi lanjutan)
Keadaan kitaran: -40 darjah (30 minit) → 125 darjah (30 minit), kadar kitaran 5 darjah/min, jumlah masa kitaran 50, simulasikan kejutan suhu bagi berhenti mula kereta.
Fokus ujian: X-ray digunakan untuk mengesan perambatan retakan mikro di dalam sambungan pateri, dan kromatografi ion digunakan untuk menganalisis sama ada substrat membebaskan gas menghakis seperti halida pada suhu tinggi.
(2) Ujian langkah suhu melampau (untuk menentukan ambang kritikal)
Pemanasan beransur-ansur: Bermula dari 100 darjah, naikkan suhu sebanyak 5 darjah setiap 2 jam sehingga sampel mengalami kegagalan fungsi. Rekod suhu kritikal di mana kegagalan berlaku, yang sepatutnya Lebih daripada atau sama dengan 130 darjah , dengan margin keselamatan 10% terpelihara.
Analisis mod kegagalan: Jika kegagalan disebabkan oleh kebocoran elektrolit kapasitor, kapasitor elektrolitik kalis suhu tinggi-harus diutamakan, seperti produk dengan nilai penarafan 135 darjah .
4, Penilaian dan Pelaporan Keputusan Ujian
(1) Pemprosesan data
Lukiskan lengkung tiga-dimensi "parameter elektrik suhu masa" dan bandingkan arah aliran perubahan parameter sebelum dan selepas ujian.
Kirakan masa min antara kegagalan. Jika MTBF dalam ujian statik melebihi 1000 jam, ia dianggap telah lulus pengesahan kebolehpercayaan.
(2) Laporkan kandungan
Asas ujian: Piawaian rujukan seperti ISO16750-2, SAEJ1211 dan keperluan khusus pelanggan.
Maklumat sampel: termasuk lapisan PCB, jenis substrat seperti FR-4, substrat aluminium dan senarai komponen.
Analisis kegagalan: Lakukan penyetempatan kegagalan pada sampel yang tidak-selaras, seperti mengimbas permukaan patah sambungan pateri dengan SEM dan cadangkan cadangan penambahbaikan, seperti meningkatkan keluasan kerajang kuprum pelesapan haba dan menggantikan pelekat suhu-tinggi.
Susun atur termokopel: Termokopel hendaklah dilekatkan pada permukaan PCB terus di bawah peranti kuasa seperti MCU dan cip kuasa untuk memastikan suhu kerja sebenar diukur.
Melalui kaedah ujian sistematik di atas, kebolehpercayaan papan elektronik automotif boleh dinilai secara menyeluruh dalam persekitaran 125 darjah, menyediakan asas saintifik untuk pemilihan, pengoptimuman reka bentuk dan kawalan kualiti pengeluaran besar-besaran.