أخبار

يتميز هذا النظام التشغيلي الفريد بعودة الخزانة إلى درجة حرارة الغرفة بعد الاختبار لحماية المنتج قيد الاختبار.

نظام مراقبة فيديو شبكي قابل للتطوير، متزامن مع اختبار البيانات

وظيفة التذكير التلقائي بصيانة نظام التحكم ووظيفة تصميم برامج حالات الأعطال

نظام تحكم بشاشة ملونة 32 بت، إدارة إيثرنت، وظيفة الوصول إلى بيانات UCB

نظام تنقية هواء جاف مصمم خصيصًا لحماية المنتج قيد الاختبار من التغير السريع في درجة الحرارة الناتج عن تكثف السطح.

نطاق رطوبة منخفض صناعي 20 درجة مئوية / قدرة تحكم 10٪

مزود بنظام إمداد مياه أوتوماتيكي، ونظام ترشيح مياه نقية، ووظيفة تنبيه لنقص المياه

يفي هذا المنتج بمتطلبات اختبار الإجهاد لمنتجات المعدات الإلكترونية، وعملية التصنيع الخالية من الرصاص، ومعايير MIL-STD-2164، وMIL-344A-4-16، وMIL-2164A-19، وNABMAT-9492، وGJB-1032-90، وGJB/Z34-5.1.6، وIPC-9701، وغيرها من متطلبات الاختبار. ملاحظة: تعتمد طريقة اختبار تجانس توزيع درجة الحرارة والرطوبة على قياس المسافة الفعالة بين الصندوق الداخلي وكل جانب بمقدار 1/10 (GB5170.18-87).

في عملية تشغيل المنتجات الإلكترونية، بالإضافة إلى الإجهاد الكهربائي مثل الجهد والتيار للحمل الكهربائي، يشمل الإجهاد البيئي أيضًا درجات الحرارة العالية ودورات درجات الحرارة، والاهتزازات الميكانيكية والصدمات، والرطوبة ورذاذ الملح، وتداخل المجال الكهرومغناطيسي، وما إلى ذلك. تحت تأثير الإجهاد البيئي المذكور أعلاه، قد يتعرض المنتج لتدهور الأداء، وانحراف المعلمات، وتآكل المواد، وما إلى ذلك، أو حتى الفشل.

بعد تصنيع المنتجات الإلكترونية، بدءًا من الفحص والجرد والنقل وصولًا إلى الاستخدام والصيانة، تتأثر جميعها بالضغوط البيئية، مما يؤدي إلى تغيير مستمر في خصائصها الفيزيائية والكيميائية والميكانيكية والكهربائية. قد تكون عملية التغيير بطيئة أو عابرة، ويعتمد ذلك كليًا على نوع الضغط البيئي وشدته.

يشير مصطلح "إجهاد درجة الحرارة في حالة الاستقرار" إلى درجة حرارة استجابة المنتج الإلكتروني أثناء تشغيله أو تخزينه في بيئة ذات درجة حرارة محددة. عندما تتجاوز درجة حرارة الاستجابة الحد الذي يتحمله المنتج، لن يتمكن من العمل ضمن نطاق المعايير الكهربائية المحددة، مما قد يؤدي إلى تليين مادة المنتج وتشوهها أو انخفاض كفاءة العزل، أو حتى احتراقها نتيجة ارتفاع درجة الحرارة. في هذه الحالة، يتعرض المنتج لإجهاد حراري مرتفع، وقد يتسبب الإجهاد الحراري الزائد في تلفه خلال فترة قصيرة. أما عندما لا تتجاوز درجة حرارة الاستجابة نطاق درجة حرارة التشغيل المحدد، فإن تأثير إجهاد درجة الحرارة في حالة الاستقرار يظهر على المدى الطويل. يؤدي مرور الوقت إلى تقادم مادة المنتج تدريجيًا، وانحراف معايير الأداء الكهربائي أو ضعفها، مما يؤدي في النهاية إلى تلفه. في هذه الحالة، يُعتبر إجهاد درجة الحرارة في حالة الاستقرار إجهادًا حراريًا طويل الأمد. وينتج إجهاد درجة الحرارة في حالة الاستقرار الذي تتعرض له المنتجات الإلكترونية عن الحمل الحراري المحيط بها والحرارة المتولدة من استهلاكها للطاقة. على سبيل المثال، نتيجةً لعطل في نظام تبديد الحرارة وتسرب تدفق حراري عالي الحرارة من الجهاز، ستتجاوز درجة حرارة المكون الحد الأعلى المسموح به. يتعرض المكون لإجهاد حراري مرتفع. في ظل ظروف التشغيل المستقرة طويلة الأمد لدرجة حرارة بيئة التخزين، يتعرض المنتج لإجهاد حراري طويل الأمد. يمكن تحديد قدرة تحمل المنتجات الإلكترونية لدرجات الحرارة العالية عن طريق اختبار التسخين التدريجي بدرجة حرارة عالية، ويمكن تقييم عمر خدمة المنتجات الإلكترونية في ظل درجات حرارة عالية طويلة الأمد من خلال اختبار العمر في حالة الاستقرار (التسارع الحراري).

يعني الإجهاد الحراري المتغير أنه عندما تكون المنتجات الإلكترونية في حالة تغير درجة الحرارة، وبسبب اختلاف معاملات التمدد الحراري للمواد الوظيفية للمنتج، تتعرض واجهة المادة لإجهاد حراري ناتج عن تغيرات درجة الحرارة. عند حدوث تغيرات حادة في درجة الحرارة، قد ينفجر المنتج ويتعطل عند واجهة المادة بشكل فوري. في هذه الحالة، يتعرض المنتج لإجهاد حراري زائد أو صدمة حرارية. أما عندما يكون تغير درجة الحرارة بطيئًا نسبيًا، فإن تأثير الإجهاد الحراري المتغير يظهر لفترة طويلة. تستمر واجهة المادة في تحمل الإجهاد الحراري الناتج عن تغير درجة الحرارة، وقد يحدث تلف تشقق دقيق في بعض المناطق. يتراكم هذا التلف تدريجيًا، مما يؤدي في النهاية إلى تشقق واجهة مادة المنتج أو فقدانها. في هذه الحالة، يتعرض المنتج لإجهاد حراري متغير طويل الأمد أو إجهاد دوري حراري. ينشأ الإجهاد الحراري المتغير الذي تتحمله المنتجات الإلكترونية من تغير درجة حرارة البيئة المحيطة بالمنتج وحالة تشغيله. على سبيل المثال، عند الانتقال من بيئة داخلية دافئة إلى بيئة خارجية باردة، أو تحت أشعة الشمس القوية، أو المطر المفاجئ، أو الغمر في الماء، أو التغيرات السريعة في درجات الحرارة من سطح الأرض إلى ارتفاعات شاهقة في الطائرات، أو العمل المتقطع في بيئة باردة، أو شروق الشمس وغروبها في الفضاء، أو إعادة لحام وحدات الدوائر الدقيقة، يتعرض المنتج لإجهاد الصدمة الحرارية. كما يتعرض الجهاز لإجهاد ناتج عن التغيرات الدورية في درجة حرارة المناخ الطبيعي، أو ظروف العمل المتقطعة، أو تغيرات درجة حرارة تشغيل نظام الجهاز نفسه، أو تغيرات حجم المكالمات في أجهزة الاتصال. وفي حالة تقلبات استهلاك الطاقة، يتعرض المنتج لإجهاد دورات درجة الحرارة. يمكن استخدام اختبار الصدمة الحرارية لتقييم مقاومة المنتجات الإلكترونية عند تعرضها لتغيرات جذرية في درجة الحرارة، ويمكن استخدام اختبار دورة درجة الحرارة لتقييم قدرة المنتجات الإلكترونية على العمل لفترات طويلة في ظل ظروف درجات حرارة متناوبة بين الارتفاع والانخفاض.

2. الإجهاد الميكانيكي

يشمل الإجهاد الميكانيكي للمنتجات الإلكترونية ثلاثة أنواع من الإجهاد: الاهتزاز الميكانيكي، والصدمة الميكانيكية، والتسارع الثابت (قوة الطرد المركزي).

يشير إجهاد الاهتزاز الميكانيكي إلى نوع من الإجهاد الميكانيكي الناتج عن المنتجات الإلكترونية التي تتحرك بشكل ترددي حول موضع اتزان معين تحت تأثير قوى خارجية بيئية. يُصنف الاهتزاز الميكانيكي إلى اهتزاز حر، واهتزاز قسري، واهتزاز ذاتي الإثارة، وذلك وفقًا لأسبابه. وبحسب قانون حركة الاهتزاز الميكانيكي، يوجد نوعان: الاهتزاز الجيبي والاهتزاز العشوائي. يُحدث هذان النوعان من الاهتزاز قوى تدميرية مختلفة على المنتج، حيث يكون الاهتزاز العشوائي أكثر تدميرًا، ولذلك تعتمد معظم اختبارات تقييم الاهتزاز على اختبار الاهتزاز العشوائي. تشمل آثار الاهتزاز الميكانيكي على المنتجات الإلكترونية تشوه المنتج، وانحنائه، وتشققاته، وكسوره، وغيرها من الآثار الناجمة عن الاهتزاز. يؤدي تعرض المنتجات الإلكترونية لإجهاد الاهتزاز لفترات طويلة إلى تشقق مواد التوصيل الهيكلية نتيجة الإجهاد والفشل الناتج عن الإجهاد الميكانيكي. وفي حال حدوث رنين، يؤدي ذلك إلى فشل التشقق الناتج عن الإجهاد الزائد، مما يتسبب في تلف هيكلي فوري للمنتجات الإلكترونية. ينشأ إجهاد الاهتزاز الميكانيكي للمنتجات الإلكترونية من الأحمال الميكانيكية لبيئة العمل، مثل الدوران والنبض والتذبذب وغيرها من الأحمال الميكانيكية البيئية للطائرات والمركبات والسفن والمركبات الجوية والمنشآت الميكانيكية الأرضية، خاصةً عند نقل المنتج وهو في حالة عدم التشغيل. وباعتباره مكونًا مثبتًا على مركبة أو محمولًا جوًا أثناء التشغيل، فإنه لا مفر من تحمل إجهاد الاهتزاز الميكانيكي. ويمكن استخدام اختبار الاهتزاز الميكانيكي (وخاصةً اختبار الاهتزاز العشوائي) لتقييم مدى قدرة المنتجات الإلكترونية على تحمل الاهتزاز الميكانيكي المتكرر أثناء التشغيل.

يشير إجهاد الصدمة الميكانيكية إلى نوع من الإجهاد الميكانيكي الناتج عن تفاعل مباشر بين منتج إلكتروني وجسم آخر (أو مكون) تحت تأثير قوى بيئية خارجية، مما يؤدي إلى تغير مفاجئ في القوة أو الإزاحة أو السرعة أو التسارع للمنتج في لحظة معينة. تحت تأثير إجهاد الصدمة الميكانيكية، يمكن للمنتج إطلاق ونقل طاقة كبيرة في وقت قصير جدًا، مما يُسبب أضرارًا جسيمة، مثل تعطل المنتج الإلكتروني، أو حدوث دارة مفتوحة/قصيرة فورية، أو تشقق أو كسر في هيكل العبوة المُجمّعة، وما إلى ذلك. يختلف إجهاد الصدمة الميكانيكية عن الضرر التراكمي الناتج عن الاهتزاز طويل الأمد، حيث يتجلى الضرر الناتج عن الصدمة الميكانيكية في إطلاق مُركّز للطاقة. يكون مقدار اختبار الصدمة الميكانيكية أكبر، ومدة نبضة الصدمة أقصر. القيمة القصوى التي تُسبب تلف المنتج هي النبضة الرئيسية، والتي تتراوح مدتها من بضعة أجزاء من الألف من الثانية إلى عشرات الأجزاء من الألف من الثانية، ويتلاشى الاهتزاز بعد النبضة الرئيسية بسرعة. يتحدد مقدار إجهاد الصدمة الميكانيكية هذا من خلال ذروة التسارع ومدة نبضة الصدمة. يعكس مقدار ذروة التسارع مقدار قوة الصدمة المؤثرة على المنتج، ويرتبط تأثير مدة نبضة الصدمة على المنتج بتردده الطبيعي. وينتج إجهاد الصدمة الميكانيكية الذي تتعرض له المنتجات الإلكترونية عن التغيرات المفاجئة في حالتها الميكانيكية، مثل الكبح الطارئ واصطدام المركبات، وعمليات الإنزال الجوي، ونيران المدفعية، وانفجارات الطاقة الكيميائية والنووية، وغيرها. كما أن الصدمات الميكانيكية، والقوى المفاجئة، والحركات المفاجئة الناتجة عن التحميل والتفريغ، والنقل، أو العمل الميداني، تُؤثر أيضًا على قدرة المنتج على تحمل الصدمات الميكانيكية. ويمكن استخدام اختبار الصدمة الميكانيكية لتقييم مدى ملاءمة المنتجات الإلكترونية (مثل هياكل الدوائر) للصدمات الميكانيكية غير المتكررة أثناء الاستخدام والنقل.

يشير إجهاد التسارع الثابت (قوة الطرد المركزي) إلى نوع من قوة الطرد المركزي الناتجة عن التغير المستمر في اتجاه حركة الحامل عند تشغيل المنتجات الإلكترونية عليه. قوة الطرد المركزي هي قوة قصور ذاتي افتراضية، تُبقي الجسم الدوار بعيدًا عن مركز الدوران. تتساوى قوة الطرد المركزي مع قوة الجذب المركزي في المقدار، لكنهما متعاكستان في الاتجاه. بمجرد أن تختفي قوة الجذب المركزي، الناتجة عن القوة الخارجية المحصلة والمتجهة نحو مركز الدائرة، يتوقف الجسم الدوار عن الدوران، بل يندفع للخارج على طول الاتجاه المماسي لمسار الدوران، مما يؤدي إلى تلف المنتج. يرتبط مقدار قوة الطرد المركزي بكتلة الجسم المتحرك وسرعته وتسارعه (نصف قطر دورانه). بالنسبة للمكونات الإلكترونية غير الملحومة بإحكام، تحدث ظاهرة اندفاع المكونات بعيدًا نتيجة انفصال وصلات اللحام بفعل قوة الطرد المركزي، مما يؤدي إلى تلف المنتج. تنشأ قوة الطرد المركزي التي تتعرض لها المنتجات الإلكترونية من ظروف التشغيل المتغيرة باستمرار للمعدات الإلكترونية وحركتها، كما هو الحال في المركبات والطائرات والصواريخ، حيث تتغير الاتجاهات باستمرار. ولذلك، يتعين على المعدات الإلكترونية ومكوناتها الداخلية تحمل قوة طرد مركزي إضافية غير قوة الجاذبية. ويتراوح زمن تأثير هذه القوة من بضع ثوانٍ إلى بضع دقائق. فعلى سبيل المثال، عند إطلاق صاروخ، بمجرد اكتمال تغيير الاتجاه، تختفي قوة الطرد المركزي، ثم تعود للظهور مجددًا، مما قد يُشكل قوة طرد مركزي مستمرة طويلة الأمد. ويمكن استخدام اختبار التسارع الثابت (اختبار الطرد المركزي) لتقييم متانة بنية اللحام في المنتجات الإلكترونية، وخاصة مكونات التثبيت السطحي ذات الحجم الكبير.

3. الإجهاد الناتج عن الرطوبة

يشير مصطلح الإجهاد الناتج عن الرطوبة إلى الإجهاد الذي تتعرض له المنتجات الإلكترونية عند عملها في بيئة جوية ذات رطوبة معينة. تُعدّ المنتجات الإلكترونية حساسة للغاية للرطوبة. فعندما تتجاوز الرطوبة النسبية للبيئة 30%، قد تتعرض المواد المعدنية للمنتج للتآكل، وقد تتدهور معايير الأداء الكهربائي أو تنحرف. على سبيل المثال، في ظل ظروف الرطوبة العالية لفترات طويلة، ينخفض ​​أداء العزل للمواد العازلة بعد امتصاص الرطوبة، مما يتسبب في حدوث دوائر قصر أو صدمات كهربائية عالية الجهد. كما أن المكونات الإلكترونية الملامسة، مثل المقابس والمآخذ، معرضة للتآكل عند تراكم الرطوبة على سطحها، مما يؤدي إلى تكوّن طبقة أكسيد تزيد من مقاومة الجهاز، وقد تتسبب في انسداد الدائرة في الحالات الشديدة. وفي بيئة شديدة الرطوبة، يتسبب الضباب أو بخار الماء في حدوث شرارات عند تنشيط نقاط تلامس المرحل، مما يؤدي إلى توقفها عن العمل. تُعدّ رقائق أشباه الموصلات أكثر حساسية لبخار الماء، فبمجرد تعرض سطح الرقاقة لبخار الماء، تُستخدم تقنية التغليف أو التغليف المحكم لعزل المكونات عن الغلاف الجوي الخارجي والتلوث. وينتج الإجهاد الناتج عن الرطوبة في المنتجات الإلكترونية عن الرطوبة الموجودة على سطح المواد المُلصقة بها في بيئة عمل المعدات الإلكترونية، بالإضافة إلى الرطوبة التي تتغلغل داخل المكونات. ويتناسب حجم هذا الإجهاد مع مستوى الرطوبة البيئية. وتُعدّ المناطق الساحلية الجنوبية الشرقية لبلدي مناطق ذات رطوبة عالية، خاصةً في فصلي الربيع والصيف، حيث تتجاوز الرطوبة النسبية 90%، مما يجعل تأثير الرطوبة مشكلة لا مفر منها. ويمكن تقييم مدى ملاءمة المنتجات الإلكترونية للاستخدام أو التخزين في ظروف الرطوبة العالية من خلال اختبار الحرارة الرطبة في حالة الاستقرار واختبار مقاومة الرطوبة.

4. الإجهاد الناتج عن رذاذ الملح

يشير مصطلح إجهاد رذاذ الملح إلى الإجهاد الناتج عن رذاذ الملح على سطح المواد عندما تعمل المنتجات الإلكترونية في بيئة جوية تحتوي على قطرات صغيرة من الملح. وينشأ ضباب الملح عادةً من البيئة البحرية وبيئات البحيرات المالحة الداخلية، ويتكون بشكل أساسي من كلوريد الصوديوم وبخار الماء. ويُعد وجود أيونات الصوديوم (Na+) والكلوريد (Cl-) السبب الرئيسي لتآكل المواد المعدنية. فعندما يلتصق رذاذ الملح بسطح العازل، فإنه يقلل من مقاومته السطحية، وبعد امتصاص العازل لمحلول الملح، تنخفض مقاومته الحجمية بمقدار أربعة أضعاف. وعندما يلتصق رذاذ الملح بسطح الأجزاء الميكانيكية المتحركة، فإنه يزيد من مقاومتها نتيجة لتكوّن المواد المسببة للتآكل. وإذا زاد معامل الاحتكاك، فقد تتعطل الأجزاء المتحركة. وعلى الرغم من استخدام تقنيات التغليف ومنع تسرب الهواء لتجنب تآكل رقائق أشباه الموصلات، إلا أن الأطراف الخارجية للأجهزة الإلكترونية غالبًا ما تفقد وظيفتها بسبب تآكل رذاذ الملح. كما يمكن أن يؤدي التآكل على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) إلى حدوث ماس كهربائي في الأسلاك المجاورة. ينجم الإجهاد الناتج عن رذاذ الملح الذي تتعرض له المنتجات الإلكترونية عن رذاذ الملح الموجود في الغلاف الجوي. ففي المناطق الساحلية والسفن، يحتوي الغلاف الجوي على كميات كبيرة من الملح، مما يؤثر بشكل كبير على تغليف المكونات الإلكترونية. ويمكن استخدام اختبار رذاذ الملح لتسريع تآكل غلاف المنتج الإلكتروني وتقييم مدى مقاومته لرذاذ الملح.

5. الإجهاد الكهرومغناطيسي

يشير الإجهاد الكهرومغناطيسي إلى الإجهاد الذي يتعرض له المنتج الإلكتروني في المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن تناوب المجالين الكهربائي والمغناطيسي. يتضمن المجال الكهرومغناطيسي جانبين: المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي، وتُمثل خصائصه بشدة المجال الكهربائي E (أو الإزاحة الكهربائية D) وكثافة التدفق المغناطيسي B (أو شدة المجال المغناطيسي H) على التوالي. في المجال الكهرومغناطيسي، يرتبط المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي ارتباطًا وثيقًا. يؤدي تغير المجال الكهربائي مع الزمن إلى نشوء المجال المغناطيسي، والعكس صحيح. يؤدي التفاعل المتبادل بين المجالين الكهربائي والمغناطيسي إلى حركة المجال الكهرومغناطيسي مُشكلاً موجة كهرومغناطيسية. يمكن للموجات الكهرومغناطيسية أن تنتشر ذاتيًا في الفراغ أو المادة. يتذبذب المجالان الكهربائي والمغناطيسي في نفس الطور ويكونان متعامدين. يتحركان على شكل موجات في الفضاء. يكون اتجاه حركة المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي واتجاه الانتشار متعامدين. تبلغ سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ سرعة الضوء (3 × 10⁸ م/ث). وعمومًا، فإن الموجات الكهرومغناطيسية التي تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي هي موجات الراديو والميكروويف. وكلما زاد تردد الموجات الكهرومغناطيسية، زادت قدرتها على الإشعاع الكهرومغناطيسي. بالنسبة للمنتجات الإلكترونية، يُعد التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) العامل الرئيسي المؤثر على التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) للمكون. وينشأ هذا التداخل من التداخل المتبادل بين المكونات الداخلية للمكون الإلكتروني وتداخل الأجهزة الإلكترونية الخارجية، وقد يكون له تأثير بالغ على أداء ووظائف المكونات الإلكترونية. فعلى سبيل المثال، إذا تسببت المكونات المغناطيسية الداخلية لوحدة طاقة DC/DC في تداخل كهرومغناطيسي مع الأجهزة الإلكترونية، فسيؤثر ذلك بشكل مباشر على معلمات جهد التموج الخارج؛ كما أن تأثير إشعاع الترددات الراديوية على المنتجات الإلكترونية سيدخل الدائرة الداخلية مباشرة عبر غلاف المنتج، أو سيتحول إلى تداخل موصل ويدخل المنتج. يمكن تقييم قدرة المكونات الإلكترونية على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي من خلال اختبار التوافق الكهرومغناطيسي والكشف عن المجال الكهرومغناطيسي القريب.