Innen bilelektronikk må elektroniske tavler tåle høytemperaturmiljøer som motorrom og kraftmoduler i lang tid. Derfor er testing av høy-temperaturmotstand ved 125 grader et nøkkeltrinn for å bekrefte påliteligheten. Det følgende gir en detaljert analyse av testmetodene for høy-temperaturmotstand som gjelder for elektroniske tavler for biler, inkludert testprinsipper, valg av utstyr, driftsprosedyrer og resultatevaluering.
1, Forberedelse før testing: miljø og prøveforbehandling
(1) Testmiljøoppsett
Valg av høytemperaturtestkammer
Det kreves et programmerbart høy-aldringskammer med temperaturkontrollnøyaktighet på ± 1 grad, ensartethet på mindre enn eller lik ± 2 grader, og en konstant temperaturholdekapasitet på minst 125 grader. For eksempel kan en boks med tvungen varmluftsirkulasjonssystem velges for å sikre jevn oppvarming i alle områder av det elektroniske kortet.
Overvåking av utstyrskonfigurasjon
Sammen med en flerkanals temperaturopptaker brukes termoelementet K- til å overvåke temperaturen på nøkkelpunkter på overflaten av det elektroniske kortet i sanntid, for eksempel komponentstifter og PCB-substratområder, med en prøvetakingsfrekvens på ikke mindre enn én gang per minutt.
(2) Prøveforberedelse og forbehandling
Valg av testprøver
En elektronisk tavle skal inneholde komplette funksjonsmoduler, med minst 3 parallelle prøver, og sikre at prøvene har fullført hele prosessen med sveising, tre proof coating, etc.
Innledende ytelsestesting
Før testing må prøven gjennomgå en fullt funksjonell strømpå-test, og registrere viktige elektriske parametere som driftsspenning, strøm, signaloverføringsforsinkelse osv. som referansedata.
2, kjernetestingsmetoder: konstant temperatureksponering og dynamisk belastningstesting
(1) Testmetode for statisk konstant temperatur
1. Testprosess
Oppvarmingstrinn: Øk temperaturen i testkammeret til 125 grader med en hastighet på 5 grader /min, stabiliser i 30 minutter etter å ha nådd måltemperaturen, og sørg for at prøvetemperaturen er i samsvar med temperaturen inne i kammeret.
Holdestadium for konstant temperatur:
Standard varighet: I henhold til industristandarder for bilelektronikk som AEC-Q100, kreves det vanligvis kontinuerlig eksponering i 240 timer (10 dager) for å simulere langsiktige-servicescenarier med høy-temperatur.
Prosessovervåking: Ta ut prøven hver 24. time, avkjøl den ved romtemperatur i 30 minutter, og utfør en funksjonstest for å se om det er fenomener som sprekker i loddefuger, karbonisering av underlag og komponentfeil.
Avkjølingsstadiet: Etter at testen er fullført, kjøl ned til romtemperatur med en hastighet på 5 grader/min for å unngå termisk spenningsskade forårsaket av plutselig avkjøling.
2. Viktige observasjonspunkter
Fysisk karakterisering: Observer om PCB-substratet har misfarging, delaminering, og om det er sprekker eller spor av loddesmelting i loddeskjøtene gjennom et optisk mikroskop (50-200 ganger).
Materialegenskaper: Bruk en termisk mekanisk analysator for å måle endringen i termisk ekspansjonskoeffisient (CTE) til underlaget. Hvis CTE øker med mer enn 20 %, kan det indikere risiko for materialfeil.
(2) Dynamisk belastningstestmetode
1. Testprosess
Belastningsoppvarming: Koble det elektroniske kortet til den analoge belastningskretsen og varm det opp til 125 grader med en hastighet på 3 grader/min mens det er slått på, og hold arbeidsstrømmen på 1,2 ganger merkestrømmen for å simulere overbelastningsforhold.
Driftstest for konstant temperatur:
Varighet: 100 timer med intensiv testscenario, hvor parametere som spenningssvingninger og frekvensstabilitet overvåkes i sanntid.-
Periodisk avbruddsdeteksjon: Hver 10. time, slå av og kjøl ned til romtemperatur for å oppdage intermitterende feil forårsaket av termisk syklus, for eksempel dårlig kontakt og signalhopp.
2. Feilbestemmelsesindikatorer
Elektrisk ytelse: Hvis arbeidsspenningen avviker fra merkeverdien med ± 5 % og signaloverføringsforsinkelsen øker med mer enn 15 %, regnes det som feil.
Termisk bildegjenkjenning: Bruk et infrarødt termisk kamera (nøyaktighet ± 2 grader) for å skanne overflaten på det elektroniske kortet. Hvis den lokale hot spot-temperaturen overstiger 130 grader og overstiger designterskelen på 5 grader, er det nødvendig å analysere designfeilene for varmeavledning.
3, avansert testing: termisk sykling og ekstrem utfordring
(1) Termisk syklustest (utvidet tilpasningsevne ved høy temperatur)
Syklusforhold: -40 grader (30 minutter) → 125 grader (30 minutter), syklushastighet på 5 grader / min, totale syklustider på 50, simuler temperatursjokket ved startstoppet.
Testfokus: Røntgenstråler brukes til å oppdage forplantning av mikrosprekker inne i loddeforbindelsen, og ionekromatografi brukes til å analysere om substratet frigjør korrosive gasser som halogenider ved høye temperaturer.
(2) Ekstremtemperaturtrinntest (for å bestemme kritisk terskel)
Gradvis oppvarming: Start fra 100 grader, øk temperaturen med 5 grader hver 2. time til prøven opplever funksjonssvikt. Registrer den kritiske temperaturen der feilen oppstår, som skal være større enn eller lik 130 grader , med en sikkerhetsmargin på 10 %.
Analyse av feilmodus: Hvis feilen er forårsaket av lekkasje av kondensatorelektrolytt, bør høy-temperaturbestandige elektrolytiske kondensatorer prioriteres, for eksempel produkter med en merkeverdi på 135 grader.
4, Evaluering og rapportering av testresultater
(1) Databehandling
Tegn en tre-dimensjonal kurve med "elektriske parametere for tidstemperatur" og sammenlign trenden for parameterendringer før og etter testing.
Beregn gjennomsnittstiden mellom feil. Hvis MTBF i statisk testing er større enn 1000 timer, anses den å ha bestått pålitelighetsverifisering.
(2) Rapporter innhold
Testgrunnlag: Referansestandarder som ISO16750-2, SAEJ1211 og kundespesifikke krav.
Eksempelinformasjon: inkludert PCB-lag, substrattyper som FR-4, aluminiumssubstrat og komponentliste.
Feilanalyse: Utfør feillokalisering på ikke-konforme prøver, for eksempel skanning av bruddoverflaten til loddeforbindelser med SEM, og foreslå forbedringsforslag, for eksempel å øke arealet med varmeavlednings-kobberfolie og erstatte lim med høy-temperatur.
Termoelementoppsett: Termoelementer bør festes til overflaten av PCB direkte under strømenheter som MCU og strømbrikker for å sikre at den faktiske arbeidstemperaturen måles.
Gjennom de ovennevnte systematiske testmetodene kan påliteligheten til elektroniske tavler for biler evalueres omfattende i et miljø på 125 grader, noe som gir vitenskapelig grunnlag for valg, designoptimalisering og kvalitetskontroll for masseproduksjon.