Στον τομέα των ηλεκτρονικών αυτοκινήτων, οι ηλεκτρονικές πλακέτες πρέπει να αντέχουν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, όπως οι χώροι του κινητήρα και οι μονάδες ισχύος για μεγάλο χρονικό διάστημα. Επομένως, η δοκιμή αντίστασης σε υψηλές θερμοκρασίες στους 125 βαθμούς είναι ένα βασικό βήμα για την επαλήθευση της αξιοπιστίας τους. Ακολουθεί μια λεπτομερής ανάλυση των μεθόδων δοκιμής αντίστασης σε υψηλές θερμοκρασίες που ισχύουν για ηλεκτρονικές πλακέτες αυτοκινήτων, συμπεριλαμβανομένων των αρχών δοκιμών, της επιλογής εξοπλισμού, των διαδικασιών λειτουργίας και της αξιολόγησης αποτελεσμάτων.
1, Προετοιμασία πριν από τη δοκιμή: περιβάλλον και προεπεξεργασία δειγμάτων
(1) Ρύθμιση περιβάλλοντος δοκιμής
Επιλογή θαλάμου δοκιμής υψηλής θερμοκρασίας
Απαιτείται ένας προγραμματιζόμενος θάλαμος γήρανσης υψηλής{0} θερμοκρασίας, με ακρίβεια ελέγχου θερμοκρασίας ± 1 βαθμό , ομοιομορφία μικρότερη ή ίση με ± 2 μοίρες και σταθερή ικανότητα διατήρησης θερμοκρασίας τουλάχιστον 125 μοίρες . Για παράδειγμα, μπορεί να επιλεγεί ένα κουτί με σύστημα εξαναγκασμένης κυκλοφορίας ζεστού αέρα για να εξασφαλίσει ομοιόμορφη θέρμανση σε όλους τους χώρους της ηλεκτρονικής πλακέτας.
Παρακολούθηση διαμόρφωσης εξοπλισμού
Σε συνδυασμό με έναν καταγραφέα θερμοκρασίας πολλαπλών-καναλιών, το θερμοστοιχείο τύπου K- χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας βασικών σημείων στην επιφάνεια της ηλεκτρονικής πλακέτας σε πραγματικό χρόνο, όπως οι ακίδες εξαρτημάτων και οι περιοχές υποστρώματος PCB, με συχνότητα δειγματοληψίας όχι μικρότερη από μία φορά ανά λεπτό.
(2) Προετοιμασία δειγμάτων και προεπεξεργασία
Επιλογή δειγμάτων δοκιμής
Ένας ηλεκτρονικός πίνακας πρέπει να περιλαμβάνει πλήρεις λειτουργικές μονάδες, με τουλάχιστον 3 παράλληλα δείγματα, και να διασφαλίζει ότι τα δείγματα έχουν ολοκληρώσει ολόκληρη τη διαδικασία συγκόλλησης, τρεις επίστρωση proof κ.λπ.
Αρχική δοκιμή απόδοσης
Πριν από τη δοκιμή, το δείγμα πρέπει να υποβληθεί σε μια πλήρως λειτουργική δοκιμή ισχύος, καταγράφοντας βασικές ηλεκτρικές παραμέτρους όπως τάση λειτουργίας, ρεύμα, καθυστέρηση μετάδοσης σήματος κ.λπ. ως δεδομένα αναφοράς.
2, Μέθοδοι δοκιμής πυρήνα: έκθεση σε σταθερή θερμοκρασία και δοκιμή δυναμικού φορτίου
(1) Μέθοδος δοκιμής στατικής σταθερής θερμοκρασίας
1. Διαδικασία δοκιμής
Στάδιο θέρμανσης: Αυξήστε τη θερμοκρασία του θαλάμου δοκιμής στους 125 βαθμούς με ρυθμό 5 μοιρών/λεπτό, σταθεροποιήστε για 30 λεπτά μετά την επίτευξη της θερμοκρασίας στόχου και βεβαιωθείτε ότι η θερμοκρασία του δείγματος είναι σύμφωνη με τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου.
Στάδιο διατήρησης σταθερής θερμοκρασίας:
Τυπική διάρκεια: Σύμφωνα με τα πρότυπα της βιομηχανίας ηλεκτρονικών αυτοκινήτων, όπως το AEC-Q100, απαιτείται συνήθως συνεχής έκθεση για 240 ώρες (10 ημέρες) για την προσομοίωση μακροπρόθεσμων σεναρίων συντήρησης υψηλής- θερμοκρασίας.
Παρακολούθηση διαδικασίας: Αφαιρέστε το δείγμα κάθε 24 ώρες, ψύξτε το σε θερμοκρασία δωματίου για 30 λεπτά και πραγματοποιήστε δοκιμή λειτουργίας ενεργοποίησης για να παρατηρήσετε εάν υπάρχουν φαινόμενα όπως ρωγμές της άρθρωσης συγκόλλησης, ενανθράκωση υποστρώματος και αστοχία εξαρτήματος.
Στάδιο ψύξης: Μετά την ολοκλήρωση της δοκιμής, ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου με ρυθμό 5 μοίρες / λεπτό για να αποφύγετε τη ζημιά από τη θερμική καταπόνηση που προκαλείται από ξαφνική ψύξη.
2. Βασικά σημεία παρατήρησης
Φυσικός χαρακτηρισμός: Παρατηρήστε εάν το υπόστρωμα PCB έχει αποχρωματισμό, αποκόλληση και εάν υπάρχουν ρωγμές ή ίχνη τήξης συγκόλλησης στους αρμούς συγκόλλησης μέσω ενός οπτικού μικροσκοπίου (50-200 φορές).
Ιδιότητες υλικού: Χρησιμοποιήστε έναν θερμικό μηχανικό αναλυτή για να μετρήσετε τη μεταβολή του συντελεστή θερμικής διαστολής (CTE) του υποστρώματος. Εάν το CTE αυξηθεί περισσότερο από 20%, μπορεί να υποδηλώνει κίνδυνο αστοχίας υλικού.
(2) Μέθοδος δοκιμής δυναμικού φορτίου
1. Διαδικασία δοκιμής
Θέρμανση φορτίου: Συνδέστε την ηλεκτρονική πλακέτα στο κύκλωμα αναλογικού φορτίου και θερμάντε την έως 125 μοίρες με ρυθμό 3 μοίρες/λεπτό ενώ είναι ενεργοποιημένη, διατηρώντας το ρεύμα εργασίας στο 1,2 φορές το ονομαστικό ρεύμα για να προσομοιώσετε τις συνθήκες υπερφόρτωσης.
Δοκιμή λειτουργίας σταθερής θερμοκρασίας:
Διάρκεια: 100 ώρες εντατικού σεναρίου δοκιμών, κατά τη διάρκεια του οποίου παράμετροι όπως οι διακυμάνσεις της τάσης και η σταθερότητα συχνότητας παρακολουθούνται σε πραγματικό-χρόνο.
Ανίχνευση περιοδικής διακοπής: Κάθε 10 ώρες, απενεργοποιήστε και ψύξτε σε θερμοκρασία δωματίου για να ανιχνεύσετε διακοπτόμενα σφάλματα που προκαλούνται από θερμικό κύκλωμα, όπως κακή επαφή και άλματα σήματος.
2. Δείκτες προσδιορισμού αστοχίας
Ηλεκτρική απόδοση: Εάν η τάση εργασίας αποκλίνει από την ονομαστική τιμή κατά ± 5% και η καθυστέρηση μετάδοσης του σήματος αυξηθεί περισσότερο από 15%, κρίνεται ως αστοχία.
Ανίχνευση θερμικής απεικόνισης: Χρησιμοποιήστε μια συσκευή υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης (ακρίβεια ± 2 μοίρες) για να σαρώσετε την επιφάνεια της ηλεκτρονικής πλακέτας. Εάν η τοπική θερμοκρασία καυτού σημείου υπερβαίνει τους 130 βαθμούς και υπερβαίνει το όριο σχεδιασμού των 5 μοιρών, είναι απαραίτητο να αναλυθούν τα ελαττώματα σχεδιασμού της απαγωγής θερμότητας.
3, Προηγμένες Δοκιμές: Θερμική Ποδηλασία και Ακραία Πρόκληση
(1) Δοκιμή θερμικού κύκλου (εκτεταμένη προσαρμοστικότητα υψηλής θερμοκρασίας)
Συνθήκες κύκλου: -40 μοίρες (30 λεπτά) → 125 μοίρες (30 λεπτά), ρυθμός κύκλου 5 μοίρες / λεπτό, συνολικοί χρόνοι κύκλου 50, προσομοίωση του θερμοκρασιακού σοκ της στάσης εκκίνησης του αυτοκινήτου.
Εστίαση δοκιμής: Οι ακτίνες Χ-χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της διάδοσης μικρορωγμών μέσα στον σύνδεσμο συγκόλλησης και η χρωματογραφία ιόντων χρησιμοποιείται για να αναλυθεί εάν το υπόστρωμα απελευθερώνει διαβρωτικά αέρια όπως αλογονίδια σε υψηλές θερμοκρασίες.
(2) Δοκιμή βήματος ακραίας θερμοκρασίας (για τον προσδιορισμό του κρίσιμου ορίου)
Σταδιακή θέρμανση: Ξεκινώντας από τους 100 βαθμούς, αυξήστε τη θερμοκρασία κατά 5 βαθμούς κάθε 2 ώρες έως ότου το δείγμα παρουσιάσει λειτουργική αστοχία. Καταγράψτε την κρίσιμη θερμοκρασία στην οποία παρουσιάζεται η αστοχία, η οποία θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 130 μοίρες, με δεσμευμένο περιθώριο ασφαλείας 10%.
Ανάλυση λειτουργίας αστοχίας: Εάν η αστοχία προκαλείται από διαρροή ηλεκτρολύτη πυκνωτή, θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα στους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές ανθεκτικούς σε υψηλές θερμοκρασίες, όπως προϊόντα με ονομαστική τιμή 135 μοιρών.
4, Αξιολόγηση και Αναφορά Αποτελεσμάτων Δοκιμών
(1) Επεξεργασία δεδομένων
Σχεδιάστε μια τρισδιάστατη-καμπύλη "ηλεκτρικών παραμέτρων θερμοκρασίας χρόνου" και συγκρίνετε την τάση των αλλαγών των παραμέτρων πριν και μετά τη δοκιμή.
Υπολογίστε τον μέσο χρόνο μεταξύ των αστοχιών. Εάν το MTBF σε στατικό έλεγχο είναι μεγαλύτερο από 1000 ώρες, θεωρείται ότι έχει περάσει την επαλήθευση αξιοπιστίας.
(2) Περιεχόμενο αναφοράς
Βάση δοκιμής: Πρότυπα αναφοράς όπως ISO16750-2, SAEJ1211 και απαιτήσεις ειδικών πελατών.
Δείγματα πληροφοριών: συμπεριλαμβανομένων στρωμάτων PCB, τύπων υποστρώματος όπως FR-4, υποστρώματος αλουμινίου και λίστας εξαρτημάτων.
Ανάλυση αστοχίας: Πραγματοποιήστε εντοπισμό αστοχίας σε μη συμμορφούμενα δείγματα, όπως σάρωση της επιφάνειας θραύσης των αρμών συγκόλλησης με SEM και προτείνετε προτάσεις βελτίωσης, όπως αύξηση της περιοχής του φύλλου χαλκού που απελευθερώνεται θερμότητα και αντικατάσταση κόλλων υψηλής{{1} θερμοκρασίας.
Διάταξη θερμοστοιχείου: Τα θερμοστοιχεία θα πρέπει να προσαρτώνται στην επιφάνεια του PCB ακριβώς κάτω από συσκευές τροφοδοσίας όπως MCU και τσιπ τροφοδοσίας για να διασφαλιστεί ότι μετράται η πραγματική θερμοκρασία λειτουργίας.
Μέσω των παραπάνω συστηματικών μεθόδων δοκιμών, η αξιοπιστία των ηλεκτρονικών πλακών αυτοκινήτου μπορεί να αξιολογηθεί εκτενώς σε ένα περιβάλλον 125 μοιρών, παρέχοντας επιστημονική βάση για επιλογή, βελτιστοποίηση σχεδιασμού και ποιοτικό έλεγχο μαζικής παραγωγής.