Inden for bilelektronik skal elektroniske tavler modstå høje temperaturmiljøer såsom motorrum og strømmoduler i lang tid. Derfor er test af høj-temperaturmodstand ved 125 grader et nøgletrin i at verificere deres pålidelighed. Det følgende giver en detaljeret analyse af testmetoderne for høj-temperaturmodstand, der gælder for elektroniske tavler til biler, herunder testprincipper, valg af udstyr, driftsprocedurer og resultatevaluering.
1, Forberedelse før test: miljø og prøveforbehandling
(1) Opsætning af testmiljø
Valg af højtemperaturtestkammer
Der kræves et programmerbart høj-ældningskammer med temperaturstyringsnøjagtighed på ± 1 grad, ensartethed på mindre end eller lig med ± 2 grader og en konstant temperaturholdekapacitet på mindst 125 grader. For eksempel kan en boks med et tvungen varmluftcirkulationssystem vælges for at sikre ensartet opvarmning i alle områder af den elektroniske tavle.
Overvågning af udstyrskonfiguration
Parret med en fler--kanaltemperaturoptager bruges termoelementet af K-typen til at overvåge temperaturen af nøglepunkter på overfladen af det elektroniske kort i realtid, såsom komponentstifter og PCB-substratområder, med en prøveudtagningsfrekvens på ikke mindre end én gang i minuttet.
(2) Prøveforberedelse og forbehandling
Udvælgelse af testprøver
En elektronisk tavle skal omfatte komplette funktionsmoduler med mindst 3 parallelle prøver og sikre, at prøverne har gennemført hele processen med svejsning, tre-proof coating osv.
Indledende præstationstest
Før testning skal prøven gennemgå en fuldt funktionel opstartstest, der registrerer vigtige elektriske parametre såsom driftsspænding, strøm, signaltransmissionsforsinkelse osv. som referencedata.
2, Kernetestmetoder: konstant temperatureksponering og dynamisk belastningstest
(1) Testmetode for statisk konstant temperatur
1. Testproces
Opvarmningstrin: Hæv temperaturen i testkammeret til 125 grader med en hastighed på 5 grader/min., stabiliser i 30 minutter efter at have nået måltemperaturen, og sørg for, at prøvetemperaturen er i overensstemmelse med temperaturen inde i kammeret.
Holdetrin for konstant temperatur:
Standardvarighed: I henhold til automobilelektronikindustriens standarder såsom AEC-Q100 kræves der typisk kontinuerlig eksponering i 240 timer (10 dage) for at simulere langtids-servicescenarier med høj-temperatur.
Procesovervågning: Tag prøven ud hver 24. time, afkøl den ved stuetemperatur i 30 minutter, og udfør en tænd-funktionstest for at observere, om der er fænomener som loddefuger, revner, carbonisering af substrat og komponentfejl.
Afkølingstrin: Efter at testen er afsluttet, afkøles til stuetemperatur med en hastighed på 5 grader/min. for at undgå termisk belastningsskader forårsaget af pludselig afkøling.
2. Vigtige observationspunkter
Fysisk karakterisering: Observer om PCB-substratet har misfarvning, delaminering, og om der er revner eller spor af smeltning af lodde i loddesamlingerne gennem et optisk mikroskop (50-200 gange).
Materialeegenskaber: Brug en termisk mekanisk analysator til at måle ændringen i termisk udvidelseskoefficient (CTE) af substratet. Hvis CTE stiger med mere end 20 %, kan det indikere risiko for materialefejl.
(2) Dynamisk belastningstestmetode
1. Testproces
Belastningsopvarmning: Tilslut det elektroniske kort til det analoge belastningskredsløb, og varm det op til 125 grader med en hastighed på 3 grader/min, mens det er tændt, og hold arbejdsstrømmen på 1,2 gange mærkestrømmen for at simulere overbelastningsforhold.
Driftstest ved konstant temperatur:
Varighed: 100 timers intensiv testscenarie, hvor parametre såsom spændingsudsving og frekvensstabilitet overvåges i realtid.-
Periodisk afbrydelsesdetektion: Hver 10. time skal du slukke og køle ned til stuetemperatur for at detektere intermitterende fejl forårsaget af termisk cykling, såsom dårlig kontakt og signalspring.
2. Fejlbestemmelsesindikatorer
Elektrisk ydeevne: Hvis arbejdsspændingen afviger fra den nominelle værdi med ± 5 %, og signaltransmissionsforsinkelsen stiger med mere end 15 %, vurderes det som fejl.
Termisk billedgenkendelse: Brug et infrarødt termisk billedkamera (nøjagtighed ± 2 grader) til at scanne overfladen af det elektroniske kort. Hvis den lokale hotspot-temperatur overstiger 130 grader og overstiger designtærsklen på 5 grader, er det nødvendigt at analysere varmeafledningsdesigndefekterne.
3, Avanceret test: Termisk cykling og ekstrem udfordring
(1) Termisk cyklustest (udvidet tilpasningsevne ved høj temperatur)
Cyklusforhold: -40 grader (30 minutter) → 125 grader (30 minutter), cyklushastighed på 5 grader/min., samlede cyklustider på 50, simuler temperaturchokket ved startstoppet.
Testfokus: Røntgenstråler bruges til at detektere udbredelsen af mikrorevner inde i loddeforbindelsen, og ionkromatografi bruges til at analysere, om substratet frigiver ætsende gasser såsom halogenider ved høje temperaturer.
(2) Ekstrem temperatur trin test (for at bestemme kritisk tærskel)
Gradvis opvarmning: Start fra 100 grader, øg temperaturen med 5 grader hver 2. time, indtil prøven oplever funktionssvigt. Registrer den kritiske temperatur, ved hvilken fejl opstår, som skal være større end eller lig med 130 grader, med en 10 % sikkerhedsmargin reserveret.
Fejltilstandsanalyse: Hvis fejlen er forårsaget af lækage af kondensatorelektrolyt, bør høj-temperaturbestandige elektrolytiske kondensatorer prioriteres, f.eks. produkter med en nominel værdi på 135 grader.
4, Evaluering og rapportering af testresultater
(1) Databehandling
Tegn en tre-dimensionel kurve af "elektriske tidstemperatur-parametre", og sammenlign trenden for parameterændringer før og efter test.
Beregn den gennemsnitlige tid mellem fejl. Hvis MTBF i statisk test er større end 1000 timer, anses det for at have bestået pålidelighedsverifikation.
(2) Rapportér indhold
Testgrundlag: Referencestandarder såsom ISO16750-2, SAEJ1211 og kundespecifikke krav.
Eksempelinformation: inklusive PCB-lag, substrattyper såsom FR-4, aluminiumssubstrat og komponentliste.
Fejlanalyse: Udfør fejllokalisering på ikke-konforme prøver, såsom scanning af brudoverfladen af loddeforbindelser med SEM, og foreslå forbedringer, såsom at øge arealet af varmeaflednings-kobberfolie og udskifte høj-temperaturklæbemidler.
Termoelementlayout: Termoelementer skal fastgøres til overfladen af printkortet direkte under strømenheder såsom MCU og strømchips for at sikre, at den faktiske arbejdstemperatur måles.
Gennem ovenstående systematiske testmetoder kan pålideligheden af elektroniske tavler til biler evalueres omfattende i et miljø på 125 grader, hvilket giver videnskabeligt grundlag for udvælgelse, designoptimering og kvalitetskontrol af masseproduktion.