Главни стресови околине који узрокују квар електронског производа

Током процеса рада електронских производа, поред електричних напона као што су напон и струја електричних оптерећења, стресови околине укључују и циклусе високе температуре и температуре, механичке вибрације и ударе, влагу и слани спреј, сметње електромагнетног поља итд. Под утицајем горе наведеног стреса околине, производи могу доживети деградацију перформанси, померање параметара, корозију материјала итд., или чак отказати.

Након што су електронски производи произведени, од скрининга, инвентара, транспорта до употребе и одржавања, сви су под утицајем стреса околине, што доводи до континуиране промене физичких, хемијских, механичких и електричних својстава производа. Процес промене може бити спор или спор. Пролазно, све зависи од врсте стреса околине и величине стреса.

1. Температурни стрес

Електронски производи ће издржати температурни стрес у било ком окружењу. Величина температурног стреса зависи од врсте средине, структуре производа и радног стања. Температурни стрес укључује температурни стрес у стабилном стању и променљив температурни стрес.

Стационарни температурни стрес се односи на температуру реакције електронских производа када се раде или чувају у окружењу одређене температуре. Када температура одзива пређе границу коју производ може да издржи, компонентни производ неће моћи да ради у оквиру наведеног опсега електричних параметара, што може довести до омекшавања и деформације материјала производа или смањења перформанси изолације или чак прегревања и спалити. Производ је у овом тренутку изложен високим температурама. Преоптерећење и преоптерећење при високим температурама могу узроковати квар производа у кратком временском периоду; када температура одговора не прелази наведени опсег радне температуре производа, ефекат стабилног температурног стреса се манифестује у дуготрајном ефекту, а температура Дугорочни ефекти ће проузроковати постепено старење материјала производа и електричне параметри перформанси померају или премашују толеранције, што на крају доводи до квара производа. За производ, температурни стрес који подноси у овом тренутку је дуготрајни температурни стрес. Стабилни температурни стрес који доживљавају електронски производи потиче од оптерећења околине температуре производа и топлоте која се генерише сопственом потрошњом енергије. На пример, због квара система за хлађење или цурења топлотног тока високе температуре из опреме, температура компоненте ће премашити горњу границу дозвољене температуре, а компонента ће издржати високе температуре. Прекомерни стрес; када је температура окружења за складиштење стабилна дуго времена, производ је подвргнут дуготрајном температурном стресу. Гранична способност електронских производа на високе температуре може се утврдити путем теста печења на високим температурама, а животни век електронских производа који раде на дуготрајним температурама може се проценити кроз стабилно стање (убрзање високе температуре).

Променљиви температурни напон се односи на топлотно напрезање на интерфејсу материјала узроковано променама температуре када је електронски производ у променљивом температурном стању због разлике у коефицијенту топлотног ширења сваког функционалног материјала производа. Када се температура драстично промени, производ може да пукне на интерфејсу материјала и да поквари. У овом тренутку, производ је подвргнут пренапрезању промене температуре или стресу температурног шока; када се температура мења релативно споро, ефекат промене температурног напрезања се манифестује као дуготрајан. Интерфејс материјала наставља да издржи топлотно напрезање настало при променама температуре, а у локалним микро-областима може доћи до оштећења микро-пукотина. Ова оштећења се постепено акумулирају, што на крају доводи до пуцања или оштећења интерфејса материјала производа. У овом тренутку, производ је подвргнут дуготрајним температурним променама. Стрес или стрес циклуса температуре. Променљиви температурни стрес који доживљавају електронски производи потиче од температурних промена средине у којој се производ налази и његовог сопственог статуса пребацивања. На пример, при преласку из топлог затвореног у хладно спољашње, под јаким сунчевим зрачењем, изненадним падавинама или потапањем у воду, брзим променама температуре авиона од земље до велике висине, повременим радом у хладним зонама и сунцу и промене повратног сунца у простору. Промене, рефлов лемљење и прерада модула микрокола, итд., производ је подвргнут температурном шоку; периодичне промене природне климатске температуре, повремени услови рада, промене радне температуре самог система опреме и промене у обиму позива комуникационе опреме узрокују опрему Када потрошња енергије варира, производ је подвргнут стресу температурног циклуса. Тест топлотног шока се може користити за процену отпорности електронских производа на изненадне промене температуре, а тест температурног циклуса може се користити за процену прилагодљивости електронских производа на дуготрајан рад у наизменичним условима високе и ниске температуре.

2. Механичко напрезање

Механичка напрезања која трпе електронски производи укључују механичке вибрације, механички удар и константно убрзање (центрифугална сила).

Напрезање механичким вибрацијама се односи на механичко напрезање које стварају електронски производи који се клипају око одређеног равнотежног положаја под дејством спољних сила околине. Механичке вибрације се према узроку настанка класификују на слободне вибрације, принудне вибрације и самопобуђене вибрације; према правилима кретања механичке вибрације класификује се на синусоидну вибрацију и насумичну вибрацију. Ова два облика вибрација имају различите деструктивне моћи на производе. Ово последње је деструктивније. Веће, тако да већина процена тестова вибрација усваја насумичне тестове вибрација. Утицај механичких вибрација на електронске производе укључује деформације, савијање, пукотине, ломове итд. узроковане вибрацијама. Електронски производи који су дуго били под дејством напрезања вибрацијама довешће до пуцања материјала структуралног интерфејса услед замора и проузроковаће квар механичког замора; ако се то догоди Резонанција доводи до пуцања услед превеликог напрезања, узрокујући тренутно структурно оштећење електронских производа. Механички вибрацијски стрес који електронски производи подносе потиче од механичких оптерећења радног окружења, као што су ротација, пулсирање, осциловање и друга механичка оптерећења околине авиона, возила, бродова, летелица и земаљских механичких конструкција, посебно током транспорта када производ није у радном стању. И као компоненте монтиране на возило или у ваздуху, оне су неизбежно изложене механичком вибрацијском стресу током рада. Прилагодљивост електронских производа на понављајуће механичке вибрације током рада може се проценити путем тестова механичких вибрација (нарочито тестова насумичних вибрација).

Механички ударни напон се односи на механичко напрезање узроковано једном директном интеракцијом између електронског производа и другог објекта (или компоненте) под дејством спољних сила околине, што резултира изненадном променом силе, померања, брзине или убрзања производа у инстант. Стрес. Под дејством механичког удара, производи могу да ослободе и пренесу значајну енергију у веома кратком временском периоду, узрокујући озбиљна оштећења производа, као што је изазивање квара електронских производа, тренутно отварање/кратки спој и пуцање и лом склопа и структуре паковања. чекати. За разлику од кумулативног оштећења изазваног дуготрајним вибрацијама, оштећење производа узроковано механичким ударом је концентрисано ослобађање енергије. Због тога је величина теста механичког удара велика, а трајање ударног импулса кратко. Највећа вредност оштећења производа је главна. Трајање импулса је само неколико милисекунди до десетина милисекунди, а вибрација после главног импулса брзо опада. Величина овог механичког ударног напрезања одређена је вршним убрзањем и трајањем ударног импулса. Величина вршног убрзања одражава величину ударне силе примењене на производ, док је утицај трајања ударног импулса на производ повезан са природном фреквенцијом производа. повезан. Механички ударни стрес који подносе електронски производи произилази из драстичних промена у механичком стању електронске опреме и опреме, као што су кочење у случају нужде и удари возила, падови и пада авиона, лансирање артиљеријске ватре, експлозије хемијске енергије и нуклеарне експлозије, експлозије пројектила, итд. Снажан механички удар, изненадна сила или изненадно кретање услед утовара, истовара, транспорта или рада на лицу места такође ће проузроковати да производ издржи механички удар. Тестови механичког удара могу се користити за процену прилагодљивости електронских производа (као што су структуре кола) на непонављајуће механичке ударе током употребе и транспорта.

Напрезање константног убрзања (центрифугалне силе) односи се на центрифугалну силу коју ствара континуирана промена смера кретања носача када електронски производи раде на покретном носачу. Центрифугална сила је виртуелна инерцијална сила која држи да се ротирајући објекат удаљава од центра ротације. Центрифугална сила је једнака по величини и супротног смера од центрипеталне силе. Једном када центрипетална сила формирана од нето спољне силе и која показује на центар круга нестане, ротирајући објекат се више неће ротирати. Уместо тога, у овом тренутку лети дуж тангентног смера путање ротације, а производ је у овом тренутку оштећен. Величина центрифугалне силе повезана је са масом, брзином и убрзањем (радијусом ротације) објекта који се креће. За електронске компоненте које нису чврсто заварене, компоненте ће одлетети услед одвајања лемних спојева под дејством центрифугалне силе, узрокујући да компоненте одлете. Неуспех производа. Центрифугална сила коју трпе електронски производи произилази из непрекидног мењања радног статуса електронске опреме и опреме у правцу кретања, као што су промене смера кретања возила, авиона, ракета и пројектила, итд., што узрокује електронску опрему и унутрашње компоненте да издрже центрифугалне силе осим гравитације. Његово време деловања се креће од неколико секунди до неколико минута, уз ракете и пројектиле као примере. Када је промена смера завршена, центрифугална сила нестаје, а центрифугална сила поново делује када се смер поново промени, што може да формира дуготрајну континуирану центрифугалну силу. Чврстоћа структуре заваривања електронских производа, посебно компоненти за површинску монтажу велике запремине, може се проценити испитивањем константног убрзања (центрифугално испитивање).

3. Стрес од влаге

Стрес од влаге се односи на стрес који електронски производи трпе када раде у атмосферском окружењу са одређеном влажношћу. Електронски производи су веома осетљиви на влагу. Када релативна влажност околине пређе 30% релативне влажности, метални материјали производа могу бити кородирани, а параметри електричних перформанси могу одступити или премашити толеранције. На пример, у условима дуготрајне високе влажности, перформансе изолације изолационих материјала ће се смањити након апсорпције влаге, изазивајући кратке спојеве или струјне ударе високог напона; за контактне електронске компоненте, као што су утикачи, утичнице, итд., када је влага причвршћена на површину, лако ће доћи до корозије и формираће се оксидни филм. , што доводи до повећања отпора контактног уређаја, ау тешким случајевима, коло ће бити блокирано; у веома влажном окружењу, магла или водена пара ће изазвати појаву варница када контакти релеја раде, и они више неће моћи да раде; полупроводнички чипови су осетљивији на водену пару, и када се водена пара појави на површини чипа. Ако премаши стандард, корозија Ал ожичења ће постати изузетно брза; Да би се спречило кородирање електронских компоненти воденом паром, користи се технологија инкапсулације или херметичког паковања за изолацију компоненти од спољашње атмосфере и загађења. Стрес влаге који подносе електронски производи потиче од водене паре причвршћене за површину материјала у радном окружењу електронске опреме и опреме и водене паре која продире у компоненте. Величина стреса влаге повезана је са нивоом влажности околине. Југоисточна приобална подручја моје земље су подручја са високом влажношћу. Нарочито у пролеће и лето, релативна влажност достиже максимум више од 90% релативне влажности. Утицај влаге је неизбежан проблем. Прилагодљивост електронских производа за употребу или складиштење у условима високе влажности може се проценити кроз стабилне тестове на влажну топлоту и тестове отпорности на влагу.

4. Стрес од сланог спреја

Напрезање сланом спрејом односи се на напон од сланог спреја који површина материјала трпи када електронски производи раде у атмосферском дисперзивном окружењу које се састоји од ситних капљица које садрже со. Слани спреј углавном долази из морског климатског окружења и унутрашњег климатског окружења сланих језера. Његове главне компоненте су НаЦл и водена пара. Присуство На+ и Цл- јона је основни узрок корозије металних материјала. Када се слани спреј приања на површину изолатора, његова површинска отпорност ће бити смањена. Након што изолатор упије раствор соли, његов запремински отпор ће се смањити за 4 реда величине. Када се слани спреј прилепи на површину покретних механичких делова, повећава се производња продуката корозије. Ако је коефицијент трења превелик, покретни делови се могу чак и заглавити; иако су инкапсулација и технологија херметичког паковања усвојени да би се избегла корозија полупроводничких чипова, спољне игле електронских уређаја неизбежно често губе своју функцију због корозије у сланом спреју; штампање Корозија на штампаној плочи може довести до кратког споја суседних жица. Стрес од сланог спреја који електронски производи подносе долази од магле која садржи со у атмосферском окружењу. У приобалним подручјима или на бродовима и ратним бродовима атмосфера садржи доста соли, што озбиљно утиче на паковање електронских компоненти. Прилагодљивост електронских пакета на слани спреј може се проценити убрзавањем корозије кроз тест сланог спреја.

5. Електромагнетни стрес

Електромагнетни стрес се односи на електромагнетни стрес који електронски производи подносе у електромагнетном пољу где се електрично поље и магнетно поље интерактивно мењају. Електромагнетно поље обухвата два аспекта: електрично поље и магнетно поље, чије карактеристике су представљене интензитетом електричног поља Е (или електричним померањем Д) и густином магнетног флукса Б (или интензитетом магнетног поља Х), респективно. У електромагнетном пољу, електрично поље и магнетно поље су уско повезани. Временски променљиво електрично поље ће изазвати магнетно поље, а временски променљиво магнетно поље ће изазвати електрично поље. Електрично и магнетно поље побуђују једно друго, узрокујући кретање електромагнетног поља да формира електромагнетне таласе. Електромагнетни таласи се могу самостално ширити у вакууму или материји. Електрично и магнетно поље осцилирају у фази и међусобно су управне. Крећу се у облику таласа у простору. Покретно електрично поље, магнетно поље и правац ширења су окомити једни на друге. Брзина простирања електромагнетних таласа у вакууму је брзина светлости (3×10^8м/с). Обично су електромагнетни таласи на које се фокусира електромагнетне сметње радио таласи и микроталаси. Што је већа фреквенција електромагнетних таласа, већа је способност електромагнетног зрачења. За производе са електронским компонентама, електромагнетне сметње (ЕМИ) електромагнетног поља су главни фактор који утиче на електромагнетну компатибилност (ЕМЦ) компоненте. Овај извор електромагнетних сметњи долази од међусобне сметње између унутрашњих компоненти електронске компоненте и сметњи од спољашње електронске опреме. Може имати озбиљне последице на перформансе и функционалност електронских компоненти. На пример, ако магнетне компоненте унутар ДЦ/ДЦ модула за напајање изазивају електромагнетне сметње електронским уређајима, то ће директно утицати на параметре излазног таласног напона; утицај радио-фреквентног зрачења на електронске производе ће директно ући у унутрашње коло кроз шкољку производа или ће се претворити у Спроведено узнемиравање улази у производ. Способност електронских компоненти против електромагнетних сметњи може се проценити тестирањем електромагнетне компатибилности и тестирањем скенирања електромагнетног поља у блиском пољу.