การคัดกรองความเครียดตามวัฏจักรอุณหภูมิ (1)

การคัดกรองความเครียดตามวัฏจักรอุณหภูมิ (1)

การคัดกรองความเครียดจากสิ่งแวดล้อม (ESS)

การคัดกรองความเครียดคือการใช้เทคนิคการเร่งความเร็วและความเครียดจากสิ่งแวดล้อมภายใต้ขีดจำกัดความแข็งแรงของการออกแบบ เช่น การเผาไหม้ การหมุนเวียนอุณหภูมิ การสั่นสะเทือนแบบสุ่ม การปิดเครื่อง... โดยการเร่งความเร็วความเครียด ข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์จะปรากฏขึ้น [ข้อบกพร่องของวัสดุชิ้นส่วนที่อาจเกิดขึ้น ข้อบกพร่องในการออกแบบ ข้อบกพร่องของกระบวนการ ข้อบกพร่องของกระบวนการ] และกำจัดความเครียดตกค้างทางอิเล็กทรอนิกส์หรือทางกล รวมถึงกำจัดตัวเก็บประจุที่หลงทางระหว่างแผงวงจรหลายชั้น ระยะการตายในช่วงต้นของผลิตภัณฑ์ในเส้นโค้งของอ่างจะถูกลบออกและซ่อมแซมล่วงหน้า เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ผ่านการคัดกรองระดับปานกลาง บันทึกช่วงเวลาปกติและช่วงเสื่อมของเส้นโค้งของอ่างเพื่อหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ในกระบวนการใช้งาน การทดสอบความเครียดจากสิ่งแวดล้อมบางครั้งอาจนำไปสู่ความล้มเหลว ส่งผลให้เกิดการสูญเสียที่ไม่จำเป็น แม้ว่าการใช้การคัดกรองความเครียด ESS จะเพิ่มต้นทุนและเวลา แต่เพื่อปรับปรุงผลผลิตการส่งมอบผลิตภัณฑ์และลดจำนวนการซ่อมแซม ก็มีผลกระทบอย่างมาก แต่สำหรับต้นทุนรวมจะลดลง นอกจากนี้ ความไว้วางใจของลูกค้ายังได้รับการปรับปรุงเช่นกัน โดยทั่วไปแล้วสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของวิธีการคัดกรองความเครียด ได้แก่ การเผาล่วงหน้า วงจรอุณหภูมิ อุณหภูมิสูง อุณหภูมิต่ำ วิธีการคัดกรองความเครียดของแผงวงจรพิมพ์ PCB คือ วงจรอุณหภูมิ สำหรับต้นทุนอิเล็กทรอนิกส์ของการคัดกรองความเครียดคือ การเผาล่วงหน้าด้วยพลังงาน วงจรอุณหภูมิ การสั่นสะเทือนแบบสุ่ม นอกเหนือจากตัวคัดกรองความเครียดเองแล้ว ยังเป็นขั้นตอนกระบวนการ มากกว่าการทดสอบ การคัดกรองเป็นขั้นตอนผลิตภัณฑ์ 100%

การคัดกรองความเครียดระยะผลิตภัณฑ์ที่ใช้ได้: ขั้นตอนการวิจัยและพัฒนา ขั้นตอนการผลิตจำนวนมาก ก่อนส่งมอบ (การทดสอบการคัดกรองสามารถดำเนินการได้ในส่วนประกอบ อุปกรณ์ ขั้วต่อ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ หรือทั้งระบบเครื่องจักร โดยอาจมีการคัดกรองที่แตกต่างกันตามความต้องการที่แตกต่างกัน)

การเปรียบเทียบการคัดกรองความเครียด:

ก. การคัดกรองความเครียดด้วยการเผาล่วงหน้าที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง (Burn in) ถือเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมไอทีอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันเพื่อเร่งรัดข้อบกพร่องของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ แต่ใช้วิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับการคัดกรองชิ้นส่วน (PCB, IC, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ) ตามสถิติ จำนวนบริษัทในสหรัฐอเมริกาที่ใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในการคัดกรองชิ้นส่วนมีมากกว่าจำนวนบริษัทที่ใช้การเผาล่วงหน้าที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่องในการคัดกรองส่วนประกอบถึง 5 เท่า

ข. จีเจบี/ดีแซด34 บ่งชี้สัดส่วนของรอบอุณหภูมิและข้อบกพร่องในการเลือกหน้าจอสั่นสะเทือนแบบสุ่ม โดยอุณหภูมิคิดเป็นประมาณ 80% และการสั่นสะเทือนคิดเป็นประมาณ 20% ของข้อบกพร่องในผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ค. สหรัฐอเมริกาได้ทำการสำรวจบริษัทจำนวน 42 แห่ง พบว่าแรงสั่นสะเทือนแบบสุ่มสามารถคัดกรองข้อบกพร่องได้ 15 ถึง 25% ในขณะที่วัฏจักรอุณหภูมิสามารถคัดกรองได้ 75 ถึง 85% หากทั้งสองอย่างรวมกันสามารถไปถึง 90%

ง. สัดส่วนของประเภทข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ที่ตรวจพบโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ: ระยะขอบการออกแบบไม่เพียงพอ: 5%, ข้อผิดพลาดในการผลิตและฝีมือ: 33%, ชิ้นส่วนที่มีข้อบกพร่อง: 62%

คำอธิบายการเหนี่ยวนำความผิดพลาดของการคัดกรองความเครียดแบบวงจรอุณหภูมิ:

สาเหตุของความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิคือ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงระหว่างอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด ผลิตภัณฑ์จะเกิดการขยายตัวและหดตัวสลับกัน ส่งผลให้เกิดความเครียดและความเครียดจากความร้อนในผลิตภัณฑ์ หากมีบันไดความร้อนชั่วคราว (อุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ) ภายในผลิตภัณฑ์ หรือค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวและความเครียดจากความร้อนของวัสดุที่อยู่ติดกันภายในผลิตภัณฑ์ไม่ตรงกัน ความเครียดและความเครียดจากความร้อนเหล่านี้จะรุนแรงมากขึ้น ความเครียดและความเครียดนี้สูงสุดที่จุดบกพร่อง และการเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้จุดบกพร่องมีขนาดใหญ่ขึ้นจนอาจทำให้เกิดความล้มเหลวทางโครงสร้างและเกิดความล้มเหลวทางไฟฟ้าได้ ตัวอย่างเช่น รูทะลุที่ชุบด้วยไฟฟ้าที่มีรอยแตกร้าวในที่สุดก็จะแตกร้าวโดยรอบทั้งหมด ทำให้เกิดวงจรเปิด การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิช่วยให้บัดกรีและชุบผ่านรูบนแผงวงจรพิมพ์ได้... การตรวจคัดกรองความเครียดแบบวงจรอุณหภูมิเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีโครงสร้างแผงวงจรพิมพ์

โหมดความผิดพลาดที่เกิดจากรอบอุณหภูมิหรือผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์มีดังต่อไปนี้:

ก. การขยายตัวของรอยแตกร้าวในระดับจุลภาคต่างๆ ในวัสดุเคลือบหรือลวด

ข. คลายข้อต่อที่ยึดติดไม่ดี

c. คลายข้อต่อที่เชื่อมต่อหรือหมุดย้ำไม่ถูกต้อง

ง. คลายอุปกรณ์อัดที่ตึงด้วยแรงตึงทางกลที่ไม่เพียงพอ

e. เพิ่มความต้านทานการสัมผัสของจุดบัดกรีคุณภาพต่ำหรือทำให้เกิดวงจรเปิด

f. อนุภาคมลพิษทางเคมี

ก. ซีลเสียหาย

h. ปัญหาด้านบรรจุภัณฑ์ เช่น การยึดติดของสารเคลือบป้องกัน

i. ไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟฟ้าเปิดของหม้อแปลงและขดลวด

จ. โพเทนชิออมิเตอร์ชำรุด

ข. การเชื่อมและจุดเชื่อมไม่ดี

l. การเชื่อมแบบเย็น

ม. แผงวงจรหลายชั้นเนื่องจากการจัดการวงจรเปิดและไฟฟ้าลัดวงจรไม่ถูกต้อง

น. ไฟฟ้าลัดวงจรของทรานซิสเตอร์กำลัง

o. ตัวเก็บประจุ ทรานซิสเตอร์เสีย

หน้า วงจรรวมแบบแถวคู่ขัดข้อง

q. กล่องหรือสายเคเบิลที่เกือบเกิดไฟฟ้าลัดวงจรเนื่องจากความเสียหายหรือประกอบไม่ถูกต้อง

ง. การแตกหัก การแตกหัก รอยขูดขีดของวัสดุอันเนื่องมาจากการจัดการที่ไม่ถูกวิธี... ฯลฯ

s. ชิ้นส่วนและวัสดุที่อยู่นอกเหนือความคลาดเคลื่อน

ตัวต้านทานฉีกขาดเนื่องจากขาดการเคลือบบัฟเฟอร์ยางสังเคราะห์

u. ขนทรานซิสเตอร์มีส่วนเกี่ยวข้องในการต่อลงดินของแถบโลหะ

v. ปะเก็นฉนวนไมก้าแตก ส่งผลให้ทรานซิสเตอร์เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

w. การยึดแผ่นโลหะของขดลวดควบคุมไม่ถูกต้องทำให้เอาต์พุตไม่สม่ำเสมอ

x. หลอดสุญญากาศไบโพลาร์เปิดภายในที่อุณหภูมิต่ำ

y. ขดลวดลัดวงจรทางอ้อม

z. ขั้วต่อที่ไม่ได้ต่อลงดิน

ก.1. พารามิเตอร์ของส่วนประกอบที่เคลื่อนที่ได้

ก.2. ติดตั้งส่วนประกอบไม่ถูกต้อง

ก.3. ส่วนประกอบที่ถูกใช้ผิดวิธี

ก4. ซีลเสียหาย

การแนะนำพารามิเตอร์ความเครียดสำหรับการคัดกรองความเครียดแบบวงจรอุณหภูมิ:

พารามิเตอร์ความเครียดของการคัดกรองความเครียดแบบวงจรอุณหภูมิส่วนใหญ่ประกอบด้วย: ช่วงอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด เวลาดำเนินการ ความแปรปรวนของอุณหภูมิ จำนวนรอบ

ช่วงอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด: ยิ่งช่วงอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดกว้างขึ้น จำเป็นต้องมีรอบการทำงานน้อยลง ต้นทุนก็ยิ่งลดลง แต่ไม่สามารถเกินขีดจำกัดที่ผลิตภัณฑ์สามารถทนต่อได้ ไม่ก่อให้เกิดข้อผิดพลาดใหม่ หลักการ ความแตกต่างระหว่างขีดจำกัดบนและล่างของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิไม่น้อยกว่า 88°C ช่วงการเปลี่ยนแปลงทั่วไปคือ -54°C ถึง 55°C

เวลาดำเนินการ: นอกจากนี้ เวลาดำเนินการไม่สามารถสั้นเกินไป มิฉะนั้น จะสายเกินไปที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์ภายใต้การทดสอบเกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนและความเค้นหดตัว ในส่วนของเวลาดำเนินการ เวลาดำเนินการของผลิตภัณฑ์ต่างๆ จะแตกต่างกัน คุณสามารถดูข้อกำหนดคุณลักษณะที่เกี่ยวข้องได้

จำนวนรอบ: สำหรับจำนวนรอบของการคัดกรองความเครียดแบบวนรอบอุณหภูมินั้นยังถูกกำหนดโดยพิจารณาจากลักษณะของผลิตภัณฑ์ ความซับซ้อน ขีดจำกัดบนและล่างของอุณหภูมิและอัตราการคัดกรอง และไม่ควรเกินจำนวนการคัดกรอง มิฉะนั้น จะทำให้ผลิตภัณฑ์ได้รับอันตรายที่ไม่จำเป็นและไม่สามารถปรับปรุงอัตราการคัดกรองได้ จำนวนรอบอุณหภูมิมีตั้งแต่ 1 ถึง 10 รอบ [การคัดกรองทั่วไป การคัดกรองเบื้องต้น] ถึง 20 ถึง 60 รอบ [การคัดกรองที่แม่นยำ การคัดกรองรอง] สำหรับการกำจัดข้อบกพร่องด้านฝีมือการผลิตที่เป็นไปได้มากที่สุด สามารถกำจัดได้อย่างมีประสิทธิภาพประมาณ 6 ถึง 10 รอบ นอกเหนือจากประสิทธิภาพของรอบอุณหภูมิ ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของพื้นผิวผลิตภัณฑ์เป็นหลัก มากกว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในกล่องทดสอบ

มีพารามิเตอร์หลัก 7 ประการที่มีอิทธิพลต่อวงจรอุณหภูมิ:

(1) ช่วงอุณหภูมิ

(2) จำนวนรอบ

(3) อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

(4) ระยะเวลาการอยู่อาศัย

(5) ความเร็วการไหลของอากาศ

(6) ความสม่ำเสมอของความเครียด

(7) ทดสอบการทำงานหรือไม่ (สภาพการทำงานของผลิตภัณฑ์)