Nachricht

Einzigartiger Betriebsmodus: Nach dem Test kehrt das Gehäuse auf Raumtemperatur zurück, um das Prüfprodukt zu schützen.

Skalierbare Netzwerk-Videoüberwachung, synchronisiert mit Datentests

Automatische Wartungserinnerungen und Software-Funktion für das Steuerungssystem sowie Fehlerbehebung

Farbbildschirm, 32-Bit-Steuerungssystem, Ethernet-Management, UCB-Datenzugriffsfunktion

Speziell entwickelte Trockenluftspülung zum Schutz des Prüflings vor schnellen Temperaturänderungen durch Oberflächenkondensation

Industrieller niedriger Feuchtigkeitsbereich 20℃/10% Regelbarkeit

Ausgestattet mit automatischem Wasserversorgungssystem, Reinstwasserfiltersystem und Warnfunktion bei Wassermangel

Erfüllt die Anforderungen der Belastungsprüfung von Elektronikgeräten, bleifreie Prozesse, MIL-STD-2164, MIL-344A-4-16, MIL-2164A-19, NABMAT-9492, GJB-1032-90, GJB/Z34-5.1.6, IPC-9701 und weitere Prüfanforderungen. Hinweis: Die Prüfmethode für die Gleichmäßigkeit der Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung basiert auf der effektiven Raummessung des Abstands zwischen dem Innengehäuse und jeder Seite (1/10 gemäß GB5170.18-87).

Im Betriebsprozess elektronischer Produkte wirken neben elektrischen Belastungen wie Spannung und Stromstärke der elektrischen Last auch Umwelteinflüsse wie hohe Temperaturen und Temperaturwechsel, mechanische Vibrationen und Stöße, Feuchtigkeit und Salznebel, elektromagnetische Feldstörungen usw. Einwirkung dieser Umwelteinflüsse kann zu Leistungsverschlechterungen, Parameterabweichungen, Materialkorrosion usw. oder sogar zum Ausfall des Produkts führen.

Nach der Herstellung elektronischer Produkte sind diese – von der Qualitätskontrolle über Lagerung, Transport und Nutzung bis hin zur Wartung – Umwelteinflüssen ausgesetzt, die eine kontinuierliche Veränderung ihrer physikalischen, chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften bewirken. Dieser Veränderungsprozess kann langsam oder vorübergehend verlaufen und hängt vollständig von der Art und dem Ausmaß der Umwelteinflüsse ab.

Die stationäre Temperaturbelastung beschreibt die Temperatur, bei der ein elektronisches Produkt im Betrieb oder bei Lagerung in einer bestimmten Umgebungstemperatur reagiert. Überschreitet diese Temperatur die zulässige Belastungsgrenze des Produkts, kann es nicht mehr innerhalb des spezifizierten elektrischen Parameterbereichs arbeiten. Dies kann zu Materialerweichung und -verformung, verminderter Isolationsleistung oder sogar zum Durchbrennen durch Überhitzung führen. Das Produkt ist in diesem Fall hohen Temperaturen ausgesetzt. Diese Überbeanspruchung kann kurzfristig zum Produktausfall führen. Liegt die Reaktionstemperatur innerhalb des spezifizierten Betriebstemperaturbereichs, wirkt sich die stationäre Temperaturbelastung langfristig aus. Mit der Zeit altert das Produktmaterial, die elektrischen Leistungsparameter verschlechtern sich oder verändern sich, was letztendlich zum Produktausfall führt. In diesem Fall spricht man von langfristiger Temperaturbelastung. Die stationäre Temperaturbelastung elektronischer Produkte resultiert aus der Umgebungstemperatur und der durch den Eigenverbrauch erzeugten Wärme. Beispielsweise kann die Temperatur eines Bauteils aufgrund eines Ausfalls des Wärmeableitungssystems und der damit einhergehenden Wärmeverluste die zulässige Höchsttemperatur überschreiten. Das Bauteil ist somit hohen Temperaturen ausgesetzt. Belastung: Unter den langfristig stabilen Betriebsbedingungen der Lagerumgebung erfährt das Produkt eine dauerhafte Temperaturbelastung. Die Hochtemperaturbeständigkeit elektronischer Produkte lässt sich durch einen stufenweisen Hochtemperatur-Einbrenntest ermitteln, und die Lebensdauer unter Langzeit-Temperaturbelastung kann durch einen Dauertest (Hochtemperatur-Beschleunigungstest) bewertet werden.

Temperaturwechselspannungen entstehen, wenn sich die Temperatur in elektronischen Produkten ändert. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Funktionsmaterialien wird die Materialgrenzfläche durch Temperaturänderungen thermisch beansprucht. Bei drastischen Temperaturänderungen kann das Produkt an der Materialgrenzfläche schlagartig platzen und ausfallen. In diesem Fall ist das Produkt einer Temperaturwechsel-Überbeanspruchung oder einem Temperaturschock ausgesetzt. Bei relativ langsamen Temperaturänderungen wirkt die Temperaturwechselspannung über einen längeren Zeitraum. Die Materialgrenzfläche hält der durch die Temperaturänderung erzeugten thermischen Spannung weiterhin stand, und es können in einigen Mikrobereichen Mikrorisse entstehen. Diese Schäden akkumulieren sich allmählich und führen schließlich zu Rissen oder einem Bruch der Materialgrenzfläche. In diesem Fall ist das Produkt einer langfristigen Temperaturwechselspannung oder einer Temperaturzyklusbelastung ausgesetzt. Die Temperaturwechselspannungen, denen elektronische Produkte ausgesetzt sind, resultieren aus den Temperaturänderungen der Umgebung und dem Schaltzustand des Produkts selbst. Beispielsweise kann es beim Wechsel von einem warmen Innenraum in einen kalten Außenbereich, bei starker Sonneneinstrahlung, plötzlichem Regen oder Eintauchen in Wasser, bei schnellen Temperaturwechseln vom Boden in die große Höhe eines Flugzeugs, bei intermittierendem Betrieb in kalter Umgebung oder bei Sonnenaufgang und -untergang im Weltraum zu Temperaturschockbelastungen kommen. Auch bei Änderungen, Reflow-Löten und Nacharbeiten an Mikrochipmodulen wird das Produkt Temperaturschockbelastungen ausgesetzt. Periodische Schwankungen der natürlichen Klimatemperatur, intermittierende Betriebsbedingungen, Änderungen der Betriebstemperatur des Gerätesystems selbst und Änderungen des Anrufaufkommens in Kommunikationsgeräten können die Belastung verursachen. Bei Schwankungen im Stromverbrauch erfährt das Produkt Temperaturwechselbelastungen. Der Thermoschocktest dient der Bewertung der Beständigkeit elektronischer Produkte gegenüber drastischen Temperaturänderungen, während der Temperaturwechseltest die Anpassungsfähigkeit elektronischer Produkte an den Langzeitbetrieb unter wechselnden hohen und niedrigen Temperaturen bewertet.

2. Mechanische Belastung

Die mechanische Beanspruchung elektronischer Produkte umfasst drei Arten von Beanspruchung: mechanische Vibration, mechanischer Stoß und konstante Beschleunigung (Zentrifugalkraft).

Mechanische Schwingungsbeanspruchung bezeichnet eine Art von mechanischer Spannung, die durch die Hin- und Herbewegung elektronischer Produkte um eine bestimmte Gleichgewichtslage unter Einwirkung äußerer Kräfte entsteht. Mechanische Schwingungen werden nach ihren Ursachen in freie, erzwungene und selbsterregte Schwingungen unterteilt. Gemäß ihrem Bewegungsgesetz unterscheidet man zwischen sinusförmigen und zufälligen Schwingungen. Diese beiden Schwingungsformen haben unterschiedliche Auswirkungen auf das Produkt, wobei die Auswirkungen der zufälligen Schwingungen größer sind. Daher werden für die Schwingungsprüfung meist zufällige Schwingungsprüfungen durchgeführt. Die Auswirkungen mechanischer Schwingungen auf elektronische Produkte umfassen Verformungen, Verbiegungen, Risse, Brüche usw. Unter langfristiger Schwingungsbeanspruchung können elektronische Produkte aufgrund von Materialermüdung Risse in den Grenzflächenmaterialien aufweisen. Tritt Resonanz auf, führt dies zu Überbeanspruchungsrissen und damit zu sofortigen strukturellen Schäden an den elektronischen Produkten. Die mechanische Schwingungsbelastung elektronischer Produkte entsteht durch die mechanische Belastung der Arbeitsumgebung, wie beispielsweise Rotation, Pulsation, Oszillation und andere mechanische Belastungen von Flugzeugen, Fahrzeugen, Schiffen, Luftfahrzeugen und Bodenanlagen. Dies gilt insbesondere für Produkte, die im Ruhezustand transportiert werden. Als fahrzeug- oder luftgestützte Komponente im Betrieb sind sie jedoch unweigerlich mechanischen Schwingungsbelastungen ausgesetzt. Mechanische Schwingungsprüfungen (insbesondere Zufallsschwingungsprüfungen) eignen sich zur Bewertung der Anpassungsfähigkeit elektronischer Produkte an wiederkehrende mechanische Schwingungen im Betrieb.

Mechanische Stoßbelastung bezeichnet eine Art mechanischer Beanspruchung, die durch eine einmalige direkte Wechselwirkung zwischen einem elektronischen Produkt und einem anderen Objekt (oder Bauteil) unter Einwirkung äußerer Kräfte entsteht. Dies führt zu einer plötzlichen Änderung von Kraft, Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Produkts. Unter der Einwirkung mechanischer Stoßbelastung kann das Produkt innerhalb kürzester Zeit erhebliche Energie freisetzen und übertragen, was zu schweren Schäden führen kann, wie z. B. Fehlfunktionen des elektronischen Produkts, kurzzeitigen Unterbrechungen/Kurzschlüssen sowie Rissen und Brüchen in der Gehäusestruktur. Im Gegensatz zu den kumulativen Schäden durch langfristige Vibrationen äußert sich die Schädigung durch mechanische Stoßbelastung in einer konzentrierten Energiefreisetzung. Die Stoßbelastung ist im Test höher, die Stoßimpulsdauer hingegen kürzer. Der Spitzenwert, der die Produktschädigung verursacht, ist der Hauptimpuls. Dessen Dauer beträgt nur wenige Millisekunden bis einige zehn Millisekunden, und die Vibration klingt nach dem Hauptimpuls schnell ab. Die Stärke dieser mechanischen Stoßbelastung wird durch die Spitzenbeschleunigung und die Dauer des Stoßimpulses bestimmt. Die Stärke der Spitzenbeschleunigung spiegelt die Stärke der auf das Produkt einwirkenden Stoßkraft wider, und die Dauer des Stoßimpulses hängt mit der Eigenfrequenz des Produkts zusammen. Mechanische Stoßbelastungen, denen elektronische Produkte ausgesetzt sind, entstehen durch drastische Änderungen des mechanischen Zustands elektronischer Geräte, wie z. B. Notbremsungen und Fahrzeugaufprall, Fallschirmabwürfe, Artilleriebeschuss, chemische und nukleare Explosionen usw. Auch mechanische Stöße, plötzliche Krafteinwirkungen oder abrupte Bewegungen beim Be- und Entladen, Transport oder im Feldeinsatz können die Belastbarkeit des Produkts beeinträchtigen. Der mechanische Stoßtest dient der Bewertung der Anpassungsfähigkeit elektronischer Produkte (z. B. von Schaltungsstrukturen) an nicht-repetitive mechanische Stöße während des Gebrauchs und Transports.

Die Zentrifugalkraft, die bei elektronischen Produkten auf einem beweglichen Träger durch die ständige Änderung der Bewegungsrichtung entsteht, ist eine Art von Zentrifugalkraft. Sie wirkt als virtuelle Trägheitskraft und hält das rotierende Objekt vom Drehzentrum fern. Zentrifugalkraft und Zentripetalkraft sind betragsmäßig gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Sobald die durch die resultierende äußere Kraft erzeugte und zum Kreismittelpunkt gerichtete Zentripetalkraft verschwindet, kommt das rotierende Objekt zum Stillstand. Stattdessen wird es tangential zur Rotationsbahn weggeschleudert, wodurch das Produkt beschädigt wird. Die Stärke der Zentrifugalkraft hängt von der Masse, der Bewegungsgeschwindigkeit und der Beschleunigung (Radius) des bewegten Objekts ab. Bei nicht fest verlöteten elektronischen Bauteilen kann es unter Einwirkung der Zentrifugalkraft zum Ablösen der Lötstellen und damit zum Produktausfall kommen. Die auf elektronische Produkte wirkenden Zentrifugalkräfte entstehen durch die sich ständig ändernden Betriebsbedingungen elektronischer Geräte und deren Bewegungsrichtung, beispielsweise bei fahrenden Fahrzeugen, Flugzeugen und Raketen. Dadurch müssen elektronische Geräte und ihre internen Komponenten neben der Schwerkraft auch Zentrifugalkräften standhalten. Die Wirkungsdauer variiert von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten. Am Beispiel einer Rakete lässt sich dies verdeutlichen: Nach Abschluss der Richtungsänderung verschwindet die Zentrifugalkraft, ändert sich jedoch und wirkt erneut, wodurch eine lang anhaltende, kontinuierliche Zentrifugalkraft entstehen kann. Tests mit konstanter Beschleunigung (Zentrifugaltests) eignen sich zur Bewertung der Robustheit der Schweißkonstruktion elektronischer Produkte, insbesondere von großvolumigen SMD-Bauteilen.

3. Feuchtigkeitsstress

Feuchtigkeitsstress bezeichnet die Belastung, der elektronische Produkte in Umgebungen mit einer bestimmten Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sind. Elektronische Produkte reagieren sehr empfindlich auf Feuchtigkeit. Sobald die relative Luftfeuchtigkeit 30 % übersteigt, können die Metallmaterialien des Produkts korrodieren, und die elektrischen Leistungsparameter können sich verschlechtern oder sogar abdriften. Beispielsweise nimmt bei dauerhaft hoher Luftfeuchtigkeit die Isolationsleistung von Isoliermaterialien nach Feuchtigkeitsaufnahme ab, was Kurzschlüsse oder Hochspannungsschläge verursachen kann. Kontaktierende elektronische Bauteile wie Stecker und Buchsen neigen zur Korrosion, wenn sich Feuchtigkeit auf ihrer Oberfläche absetzt. Dabei bildet sich eine Oxidschicht, die den Widerstand des Kontakts erhöht und im schlimmsten Fall den Stromkreis unterbricht. In Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit können Nebel oder Wasserdampf Funkenbildung an den Relaiskontakten verursachen, wodurch diese nicht mehr funktionieren. Halbleiterchips reagieren besonders empfindlich auf Wasserdampf. Um elektronische Bauteile vor Korrosion durch Wasserdampf zu schützen, werden sie verkapselt oder hermetisch verschlossen, um sie vor der Außenluft und Verschmutzung zu isolieren. Die Feuchtigkeitsbelastung elektronischer Produkte entsteht durch die Oberflächenfeuchtigkeit der angeschlossenen Materialien in der Betriebsumgebung sowie durch eindringende Feuchtigkeit in die Bauteile. Das Ausmaß der Feuchtigkeitsbelastung hängt von der Luftfeuchtigkeit ab. Die südöstlichen Küstenregionen meines Landes weisen eine hohe Luftfeuchtigkeit auf, insbesondere im Frühling und Sommer, wenn die relative Luftfeuchtigkeit über 90 % steigt. In diesem Fall ist der Einfluss der Luftfeuchtigkeit ein unvermeidbares Problem. Die Eignung elektronischer Produkte für den Einsatz oder die Lagerung unter diesen Bedingungen kann durch einen stationären Feuchtwärmetest und einen Feuchtigkeitsbeständigkeitstest bewertet werden.

4. Salzsprühstress

Salzsprühnebelbelastung bezeichnet die Belastung der Materialoberfläche durch Salzsprühnebel, die auftritt, wenn elektronische Produkte in einer atmosphärischen Umgebung mit salzhaltigen Feinstaubpartikeln betrieben werden. Salzsprühnebel entsteht typischerweise in Meeresklimazonen und Binnenseen. Seine Hauptbestandteile sind Natriumchlorid (NaCl) und Wasserdampf. Das Vorhandensein von Na+- und Cl--Ionen ist die Hauptursache für die Korrosion von Metallen. Wenn sich Salzsprühnebel auf der Oberfläche von Isolatoren absetzt, verringert er deren Oberflächenwiderstand. Nach der Absorption der Salzlösung durch den Isolator sinkt sein Volumenwiderstand um bis zu vier Größenordnungen. An beweglichen mechanischen Teilen erhöht sich der Widerstand durch die Bildung korrosiver Substanzen. Ein erhöhter Reibungskoeffizient kann sogar zum Blockieren der beweglichen Teile führen. Obwohl Verkapselungs- und Luftdichtungstechnologien eingesetzt werden, um die Korrosion von Halbleiterchips zu verhindern, kommt es dennoch häufig vor, dass die externen Anschlüsse elektronischer Geräte durch Salzsprühnebelkorrosion ihre Funktion verlieren. Korrosion auf der Leiterplatte kann benachbarte Leiterbahnen kurzschließen. Die Salzsprühnebelbelastung, der elektronische Produkte ausgesetzt sind, entsteht durch den Salzsprühnebel in der Atmosphäre. In Küstengebieten, auf Schiffen und in der Schifffahrt ist die Atmosphäre stark salzhaltig, was die Verpackung elektronischer Bauteile erheblich beeinträchtigt. Der Salzsprühtest kann eingesetzt werden, um die Korrosion der Elektronikgehäuse zu beschleunigen und so deren Salzsprühbeständigkeit zu bewerten.

5. Elektromagnetische Belastung

Elektromagnetische Belastung bezeichnet die elektromagnetische Beanspruchung, der ein elektronisches Produkt im elektromagnetischen Feld alternierender elektrischer und magnetischer Felder ausgesetzt ist. Das elektromagnetische Feld umfasst zwei Komponenten: das elektrische Feld und das magnetische Feld. Seine Charakteristika werden durch die elektrische Feldstärke E (bzw. die elektrische Feldstärke D) und die magnetische Flussdichte B (bzw. die magnetische Feldstärke H) beschrieben. Im elektromagnetischen Feld sind das elektrische Feld und das magnetische Feld eng miteinander verbunden. Ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt ein Magnetfeld und umgekehrt. Die gegenseitige Anregung von elektrischem und magnetischem Feld führt zur Bewegung des elektromagnetischen Feldes und zur Bildung einer elektromagnetischen Welle. Elektromagnetische Wellen können sich sowohl im Vakuum als auch in Materie ausbreiten. Elektrische und magnetische Felder schwingen phasengleich und stehen senkrecht zueinander. Sie bewegen sich als Wellen im Raum. Die Ausbreitungsrichtung von elektrischen und magnetischen Feldern sowie die Ausbreitungsrichtung stehen senkrecht zueinander. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum entspricht der Lichtgeschwindigkeit (3 × 10⁸ m/s). Im Allgemeinen handelt es sich bei den elektromagnetischen Wellen, die von elektromagnetischen Störungen betroffen sind, um Radiowellen und Mikrowellen. Je höher die Frequenz der elektromagnetischen Wellen, desto größer ist ihre elektromagnetische Strahlungsfähigkeit. Bei elektronischen Bauteilen ist die elektromagnetische Interferenz (EMI) der Hauptfaktor, der die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Bauteils beeinflusst. Diese elektromagnetische Interferenz entsteht durch die gegenseitige Beeinflussung der internen Komponenten des elektronischen Bauteils und durch externe elektronische Geräte. Sie kann die Leistung und Funktion elektronischer Bauteile erheblich beeinträchtigen. Verursachen beispielsweise die internen magnetischen Komponenten eines DC/DC-Wandlers elektromagnetische Störungen, beeinflusst dies direkt die Ausgangsspannungswelligkeit. Die Auswirkungen von Hochfrequenzstrahlung auf elektronische Produkte können direkt durch das Gehäuse in die internen Schaltkreise eindringen oder in leitungsgebundene Störungen umgewandelt werden und so in das Produkt gelangen. Die Störfestigkeit elektronischer Bauteile kann durch EMV-Tests und Nahfeldmessungen (NFE) bewertet werden.