Discussione sulle modalità di guasto della prova di stress ambientale

Discussione sulle modalità di guasto della prova di stress ambientale

Stress da alta temperatura

Parametri di base dello stress da alta temperatura

I parametri di base dello stress da alta temperatura sono due: (1) temperatura limite superiore (TU); (2) tempo (T). Inoltre, c'è un altro parametro da considerare: la temperatura ambiente (TE), perché la variabile che influisce realmente sull'effetto dell'alta temperatura costante è la differenza tra la temperatura limite superiore (TU) e la temperatura ambiente interna (TE), cioè l'ampiezza della variazione di temperatura (R) (r = Tu - TE)

Analisi delle caratteristiche di stress ad alta temperatura

I test ad alta temperatura causano l'invecchiamento ad alta temperatura, l'accumulo di calore, la migrazione e la diffusione dei prodotti. Si tratta di un processo statico o di un processo. Questo metodo consiste nel fornire un'azione termica aggiuntiva per far funzionare i prodotti in modo continuo alle alte temperature specificate, far diffondere il calore, accelerare i potenziali difetti dei prodotti in guasti ed esporli sotto forma di guasti.

Meccanismo di rottura indotto da stress ad alta temperatura ed elementi sensibili

L'alta temperatura accelera l'ossidazione della superficie dei materiali metallici, in cui la temperatura e il tempo influiscono sulle dimensioni dei difetti di guasto e sugli elementi sensibili, come le parti galvaniche, le leghe, ecc;

L'alta temperatura modifica le proprietà magnetiche del magnete conduttore e i suoi elementi sensibili, come la resistenza (con conseguente aumento della resistività), ecc;

L'alta temperatura deteriora la resistenza alla trazione, danneggia le prestazioni di isolamento dei materiali isolanti e riduce la resistenza elettrica, causando guasti termici, cortocircuiti o circuiti aperti delle bobine e dei loro elementi sensibili, come plastica, resina, ecc;

L'alta temperatura riduce la resistenza agli acidi e agli alcali del prodotto, riduce la resistenza meccanica del materiale ed è facile che si danneggi sotto sforzo;

L'alta temperatura provoca l'elettromigrazione, cioè la variazione di temperatura influisce sulla corrente e sugli elementi sensibili come il rame e l'alluminio (in particolare il piombo di alluminio nei circuiti integrati), ecc;

L'alta temperatura provoca la perdita o la riduzione della lubrificazione, con conseguente aumento dell'usura meccanica, e i suoi elementi sensibili, come le parti rotanti (cuscinetti e alberi rotanti) della struttura meccanica;

L'alta temperatura provoca evidenti cambiamenti nelle caratteristiche e nei parametri del prodotto e dei suoi elementi sensibili, come transistor, resistenze, condensatori e trasformatori;

In presenza di temperature elevate, l'espansione di materiali con diversi coefficienti di espansione è diversa, il che provoca difetti quali allentamento degli elementi, variazione delle dimensioni, saldatura aperta, falsa saldatura, ossidazione, rammollimento, fusione e guasto della tenuta, nonché elementi sensibili come le materie plastiche;

L'alta temperatura provoca il cambiamento di colore del materiale, il suo ingiallimento (materiale bianco), il suo imbiancamento (materiale nero), l'infragilimento e la polverizzazione, e i suoi componenti sensibili come le materie plastiche.

Temperatura Sollecitazione ciclica

Parametri di base delle sollecitazioni cicliche di temperatura

I parametri di base delle sollecitazioni cicliche di temperatura sono sei: 1) temperatura limite superiore Tu; 2) temperatura limite inferiore TL; 3) tasso di variazione della temperatura V; 4) tempo di mantenimento della temperatura superiore Tu; 5) tempo di mantenimento della temperatura inferiore TL; 6) numero di cicli n.

Analisi delle caratteristiche di stress ciclico della temperatura

Nei test di affidabilità ambientale, quando il ciclo di temperatura cambia, le sollecitazioni ad alta temperatura, le sollecitazioni a bassa temperatura e la fatica termica interagiscono sul prodotto e il materiale si espande e si contrae in misura variabile. Il modello di utilità è caratterizzato dal fatto che l'aumento dell'intervallo di variazione della temperatura e del tasso di variazione della temperatura può rafforzare questo processo, aumentando così lo stress termico e il numero di cicli, che influirà direttamente sullo stress eccitato.

Nel test dei cicli di temperatura, l'uniformità del flusso d'aria (velocità) nella camera di prova è un parametro molto importante, che influisce sulla velocità di variazione della temperatura del prodotto. Per questo motivo, quando vengono testati più prodotti contemporaneamente, è necessario che vi sia una distanza adeguata tra i prodotti e tra questi e la parete della camera di prova, in modo che il flusso d'aria possa circolare liberamente tra i prodotti e tra questi e la parete della camera.

Nel test del ciclo di temperatura, quando la condizione di bassa temperatura e alta umidità passa a quella di alta temperatura e alta umidità, poiché la temperatura dell'aria aumenta più rapidamente della temperatura del prodotto, si verifica una condensazione sul prodotto quando si raggiunge una certa differenza di temperatura. Maggiore è la differenza di temperatura, più evidente è il fenomeno della condensa. Se l'acqua di condensa non può essere scaricata in tempo, aumenterà la probabilità di corrosione del prodotto e ridurrà la resistenza dell'isolamento. Per l'intera apparecchiatura, ciò comporterà una riduzione della sensibilità e una deriva della frequenza, con gravi ripercussioni sulla qualità del prodotto.

Meccanismo di rottura ed elementi sensibili indotti da sollecitazioni cicliche della temperatura

I cicli di temperatura rendono diversa l'espansione di materiali diversi con coefficienti di espansione diversi, con conseguente distacco e fessurazione, e i relativi elementi sensibili come il rivestimento in vernice;

Il ciclo di temperatura rende i giunti con connessioni a vite o rivettatura allentate, e i relativi elementi sensibili come viti, parti rivettate, ecc;

Il ciclo di temperatura rilassa il giunto di pressatura con una tensione meccanica insufficiente;

Il ciclo di temperatura aumenta la resistenza dei contatti di brasatura di materiali scadenti o induce un circuito aperto, e i suoi elementi sensibili come le resistenze;

Il ciclo di temperatura provoca la corrosione e l'inquinamento dei contatti (giunti di saldatura) e dei suoi elementi sensibili, come i materiali in lega.

Shock termico (Shock termico) Stress

Lo stress da impatto termico, cioè lo shock termico, ha sei parametri fondamentali: 1) limite superiore di temperatura; 2) limite inferiore di temperatura; 3) tempo di permanenza al limite superiore di temperatura; 4) tempo di permanenza al limite inferiore di temperatura; 5) tempo di conversione della temperatura o tasso di variazione della temperatura; 6) numero di cicli di shock termico.

Questi parametri determinano il livello di gravità dell'impatto del test di shock termico sul prodotto. In generale, l'aumento del tasso di variazione della temperatura favorisce l'esposizione di potenziali difetti. Nel test di affidabilità ambientale, i requisiti del test di stress da impatto della temperatura: il tasso di variazione della temperatura è superiore a 15 ℃ / min, e il tempo di conversione è ＜2-3min; ＜20-30s; ＜10s, che è diverso dal test di stress ciclico della temperatura di cui sopra. Attualmente, nei Paesi esteri, il tasso di variazione della temperatura adottato per lo screening ad alta sollecitazione accelerata ha raggiunto i 60 ℃ / min. nelle scatole d'urto a temperatura estera, il tempo di trasferimento del cestello: ＜10s (trasmesso attraverso il cestello di trasferimento automatico nella scatola).

Analisi delle caratteristiche della forza d'impatto della temperatura

Il metodo dello shock termico può fornire un'elevata velocità di variazione della temperatura e produrre un forte stress termico. Si tratta di un metodo efficace per lo screening dei componenti, in particolare dei dispositivi a circuito integrato, ma occorre prestare attenzione ai possibili danni aggiuntivi durante il test; per l'accensione e il monitoraggio, il metodo dello shock termico è scomodo da usare o addirittura impossibile da realizzare un monitoraggio completo