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電子製品の故障の原因となる主な環境ストレスは、急激な温度変化、湿熱試験室です。

急速温度変化湿熱試験室とは、サンプルの早期破損を引き起こす可能性のある天候、熱的または機械的ストレスをスクリーニングする方法を指します。たとえば、電子モジュールの設計、材料、または製造における欠陥を見つけることができます。ストレス スクリーニング (ESS) テクノロジーは、開発および生産段階で初期の故障を検出し、設計選択のエラーや不適切な製造プロセスによる故障のリスクを軽減し、製品の信頼性を大幅に向上させることができます。環境ストレス スクリーニングにより、製造テスト段階に入った信頼性の低いシステムを見つけることができます。これは、製品の通常の耐用年数を効果的に延ばすための品質向上の標準的な方法として使用されています。SESシステムは冷凍・加熱・除湿・加湿の自動調整機能を備えています(湿度機能はSESシステムのみ)。主に温度ストレススクリーニングに使用されます。従来の高温、低温、高温と低温のサイクル、一定の湿度、熱、湿度にも使用できます。湿熱、温度と湿度の組み合わせなどの環境試験

特徴:

温度変化率 5℃/Min.10℃/Min.15℃/Min.20℃/Min.等平均温度

湿度ボックスは試験結果の誤った判断を避けるために結露しないように設計されています。

プログラマブル負荷電源 4 ON/OFF 出力制御により被試験機器の安全を保護

拡張可能なAPPモバイルプラットフォーム管理。拡張可能なリモートサービス機能。

環境に優しい冷媒流量制御、省エネと節電、速い加熱と冷却速度

独立した結露防止機能と温度、試験対象製品の無風防煙機能

ダイトラ (2)

独自の動作モード。試験後、キャビネットは室温に戻り、試験対象の製品を保護します。

データテストと同期した、スケーラブルなネットワークビデオ監視

制御システムメンテナンス自動リマインダーと故障ケースソフトウェア設計機能

カラースクリーン 32 ビット制御システム E イーサネット E 管理、UCB データアクセス機能

表面結露による急激な温度変化から試験対象製品を保護するために特別に設計された乾燥空気パージ

業界低湿度域20℃/10%の制御能力

自動給水システム、純水ろ過システム、水切れお知らせ機能を搭載

電子機器製品のストレススクリーニング、鉛フリープロセス、MIL-STD-2164、MIL-344A-4-16、MIL-2164A-19、NABMAT-9492、GJB-1032-90、GJB/Z34-5.1に適合します。 6、IPC -9701...およびその他のテスト要件。注:温湿度分布均一性試験方法は、内箱と各側面との距離を1/10とした実効空間測定による(GB5170.18-87)

電子製品の動作プロセスでは、電気負荷の電圧や電流などの電気的ストレスに加え、高温や温度サイクル、機械的な振動や衝撃、湿度や塩水噴霧、電磁界干渉などの環境ストレスも発生します。上記の環境ストレスの影響により、製品は性能の低下、パラメータのドリフト、材料の腐食などが発生したり、場合によっては故障する可能性があります。

電子製品の製造後、選別、在庫、輸送、使用、メンテナンスに至るまで、すべて環境ストレスの影響を受け、製品の物理的、化学的、機械的、電気的特性が継続的に変化します。変化のプロセスは遅い場合もあれば一時的な場合もあり、それは環境ストレスの種類とストレスの大きさに完全に依存します。

定常状態の温度ストレスとは、電子製品が特定の温度環境で動作または保管されているときの応答温度を指します。応答温度が製品の耐えられる限界を超えると、構成製品は指定された電気的パラメータの範囲内で動作できなくなり、製品の材質が軟化して変形したり、絶縁性能が低下したり、場合によっては焼損する可能性があります。オーバーヒートに。このとき製品は高温にさらされます。ストレス、高温の過度のストレスは、短時間の作用で製品の故障を引き起こす可能性があります。応答温度が製品の指定動作温度範囲を超えない場合、定常状態の温度ストレスの影響が長期作用の影響として現れます。時間の影響により、製品の材料が徐々に劣化し、電気的性能パラメータが変動したり低下したりして、最終的には製品の故障につながります。製品にとって、このときの温度ストレスが長期温度ストレスとなります。電子製品が受ける定常状態の温度ストレスは、製品の周囲温度負荷と、製品自体の消費電力によって発生する熱によって発生します。例えば、放熱システムの故障や機器の高温熱流漏れにより、部品の温度が許容温度の上限を超えてしまいます。コンポーネントは高温にさらされます。ストレス:保管環境温度の長期安定した使用条件下では、製品は長期の温度ストレスに耐えます。電子製品の耐高温限界性能は段階的高温ベーキング試験によって決定でき、電子製品の長期温度下での寿命は定常寿命試験(高温加速)によって評価できます。

温度変化応力とは、電子製品が温度変化状態にある場合、製品を構成する機能性材料の熱膨張係数の違いにより、材料界面が温度変化に伴う熱応力を受けることを意味します。温度が急激に変化すると、製品は材料界面で瞬間的に破裂し破損する可能性があります。このとき、製品は温度変化による過大なストレスや温度衝撃によるストレスを受けます。温度変化が比較的緩やかな場合、温度変化による応力変化の影響が長時間にわたって現れます。材料界面は温度変化によって発生する熱応力に耐え続け、一部の微小領域にマイクロクラック損傷が発生することがあります。この損傷は徐々に蓄積し、最終的には製品の材料界面に亀裂が入ったり、破損したりすることにつながります。このとき、製品は長期間温度にさらされます。変動ストレスまたは温度サイクルストレス。電子製品が耐える温度変化ストレスは、製品が置かれている環境の温度変化と製品自身のスイッチング状態によって生じます。例えば、暖かい屋内から寒い屋外への移動時、強い日射下、突然の雨や水没、地上から航空機の上空までの急激な温度変化、寒冷環境での断続的な作業、朝日や太陽の光、宇宙の逆光 マイクロ回路モジュールの変更、リフローはんだ付け、再加工の場合、製品は温度衝撃ストレスにさらされます。機器の故障は、自然気候温度の周期的変化、断続的な動作条件、機器システム自体の動作温度の変化、および通信機器の通話量の変化によって引き起こされます。消費電力が変動すると、製品は温度サイクルストレスにさらされます。熱衝撃試験は、急激な温度変化にさらされたときの電子製品の耐性を評価するために使用でき、温度サイクル試験は、高温と低温が交互に繰り返される条件下での電子製品の長時間動作への適応性を評価するために使用できます。 。

2. 機械的ストレス

電子製品の機械的ストレスには、機械的振動、機械的衝撃、定加速度(遠心力)の3種類があります。

機械的振動応力とは、電子製品が環境外力の作用下で特定の平衡位置の周りを往復運動することによって発生する一種の機械的応力を指します。機械振動はその原因により自由振動、強制振動、自励振動に分類されます。機械振動の運動法則によれば、正弦波振動とランダム振動があります。これら 2 つの振動形態は製品に異なる破壊力を及ぼしますが、後者は破壊的です。サイズが大きいため、振動試験評価のほとんどはランダム振動試験を採用しています。電子製品に対する機械振動の影響には、振動による製品の変形、曲がり、亀裂、破損などが含まれます。電子製品に長期の振動ストレスがかかると、疲労や機械的疲労破壊により構造界面材料に亀裂が生じます。発生すると、共振により過応力亀裂破壊が発生し、電子製品に瞬時の構造的損傷を引き起こします。電子製品の機械的振動ストレスは、航空機、車両、船舶、航空機、地上機械構造物の回転、脈動、振動、その他の環境機械的負荷などの作業環境の機械的負荷、特に製品の輸送時に発生します。また、車両搭載または航空機搭載のコンポーネントが動作条件下で動作するため、機械的振動ストレスに耐えることは避けられません。機械的振動試験 (特にランダム振動試験) は、動作中の繰り返しの機械的振動に対する電子製品の適応性を評価するために使用できます。

機械的衝撃応力とは、外部環境力の作用下で電子製品と別の物体 (またはコンポーネント) との間の単一の直接相互作用によって引き起こされる一種の機械的応力を指し、その結果、電子製品の力、変位、速度、または加速度が突然変化します。機械的衝撃応力が作用すると、製品は非常に短時間にかなりのエネルギーを放出して伝達し、電子製品の誤動作、瞬間的な断線/短絡、亀裂や破損など、製品に重大な損傷を引き起こす可能性があります。組み立てられたパッケージの構造など。長期にわたる振動作用によって引き起こされる累積的な損傷とは異なり、製品への機械的衝撃による損傷は、エネルギーの集中的な放出として現れます。機械的衝撃試験の強度は大きく、衝撃パルスの持続時間は短くなります。製品にダメージを与えるピーク値がメインパルスです。持続時間はわずか数ミリ秒から数十ミリ秒であり、メインパルス後の振動は急速に減衰します。この機械的衝撃応力の大きさは、ピーク加速度と衝撃パルスの持続時間によって決まります。ピーク加速度の大きさは製品に加えられる衝撃力の大きさを反映し、製品に対する衝撃パルスの持続時間の影響は製品の固有振動数に関係します。関連している。電子製品が受ける機械的衝撃ストレスは、車両の緊急ブレーキや衝撃、航空機の空中投下や落下、砲撃、化学エネルギー爆発、核爆発、爆発、爆発など、電子機器や機器の機械的状態の急激な変化によって発生します。機械的衝撃、積み降ろし、輸送、現場作業などによる急激な力や急激な動きにも耐えられる製品となります。機械的衝撃試験は、使用中および輸送中の非反復的な機械的衝撃に対する電子製品 (回路構造など) の適応性を評価するために使用できます。

等加速度(遠心力)応力とは、電子製品が移動するキャリア上で動作する際に、キャリアの移動方向が連続的に変化することによって発生する遠心力の一種です。遠心力は、回転物体を回転中心から遠ざける仮想的な慣性力です。遠心力と向心力は大きさが等しく、方向が逆です。このときの外力の合力によって形成される円の中心に向かう向心力がなくなると、回転物体は回転しなくなり、その瞬間に回転軌跡の接線方向に沿って飛び出し、製品は破損します。この瞬間。遠心力の大きさは、移動体の質量、移動速度、加速度(回転半径)に関係します。しっかりと溶接されていない電子部品の場合、遠心力の作用により、はんだ接合部が剥がれ部品が飛び散る現象が発生します。製品が故障しました。電子製品が受ける遠心力は、車両、飛行機、ロケットの走行や方向転換など、電子機器や装置の進行方向の動作条件が常に変化することで発生するため、電子機器や内部部品は遠心力に耐える必要があります。重力以外の。作用時間は数秒から数分です。ロケットを例にとると、方向転換が完了すると遠心力は消滅し、再び遠心力が変化して作用することで、長期にわたる継続的な遠心力が形成されることがあります。等加速度試験(遠心試験)は、電子製品、特に大量の表面実装部品の溶接構造の堅牢性を評価するために使用できます。

3. 湿気ストレス

湿気ストレスとは、電子製品が一定の湿度の大気環境で動作するときに耐える湿気ストレスを指します。電子製品は湿気に非常に敏感です。環境の相対湿度が 30%RH を超えると、製品の金属材料が腐食し、電気的性能パラメータが変動したり、低下したりする可能性があります。例えば、長期間の高湿条件下では、絶縁材料は吸湿により絶縁性能が低下し、ショートや高電圧感電の原因となります。プラグやソケットなどの接触電子部品は、表面に水分が付着すると腐食しやすく、その結果酸化皮膜が形成され、接触機器の抵抗が増加し、ひどい場合には回路が遮断されてしまいます。 ;湿気の多い環境では、霧や水蒸気によりリレー接点が作動すると火花が発生し、動作できなくなります。半導体チップは、チップの表面が水蒸気になると、水蒸気の影響を受けやすくなります。電子部品が水蒸気によって腐食されるのを防ぐために、カプセル化またはハーメチックパッケージング技術が採用され、部品を外部の大気や汚染から隔離します。エレクトロニクス製品が受ける湿気ストレスは、電子機器や機器の使用環境における付着物表面の水分や、部品内部に浸透する水分によって発生します。湿気ストレスの大きさは、環境湿度のレベルに関係します。我が国の南東部沿岸地域は湿度が高い地域であり、特に春から夏にかけて相対湿度が90%RH以上に達すると、湿度の影響が避けられない問題となります。電子製品の高湿下での使用や保管への適応性は、定常湿熱試験や耐湿性試験によって評価できます。

4. 塩水噴霧ストレス

塩水噴霧ストレスとは、電子製品が塩分を含む小さな液滴からなる大気分散環境で動作する場合に、材料表面にかかる塩水噴霧ストレスを指します。塩霧は一般に海洋性気候環境と内陸部の塩湖気候環境に由来します。その主成分はNaClと水蒸気です。Na+イオンとCl-イオンの存在は金属材料の腐食の根本原因です。塩水噴霧が絶縁体の表面に付着すると表面抵抗が減少し、絶縁体が塩水を吸収した後は体積抵抗が 4 桁減少します。塩水噴霧が可動機械部品の表面に付着すると、腐食物質の発生により増加します。摩擦係数が増加すると、可動部品が固着する可能性もあります。半導体チップの腐食を避けるために封止および気密封止技術が採用されていますが、電子機器の外部ピンは必然的に塩水噴霧腐食により機能を失うことがよくあります。PCB が腐食すると、隣接する配線がショートする可能性があります。電子製品が受ける塩水噴霧ストレスは、大気中の塩水噴霧によってもたらされます。沿岸地域や船舶などの大気中には塩分が多く含まれており、電子部品のパッケージングに重大な影響を与えます。塩水噴霧試験は、電子パッケージの腐食を促進し、塩水噴霧耐性の適応性を評価するために使用できます。

5. 電磁ストレス

電磁ストレスとは、交流電界と磁界の電磁界において電子製品が受ける電磁ストレスを指します。電磁界には電界と磁界の2つの側面があり、その特性はそれぞれ電界強度E(または電気変位D)と磁束密度B(または磁界強度H)で表されます。電磁場では、電場と磁場は密接に関係しています。時間とともに変化する電場は磁場を引き起こし、時間とともに変化する磁場は電場を引き起こします。電場と磁場の相互励起により、電磁場の移動が生じて電磁波が形成されます。電磁波は真空または物質中を自然に伝播します。電場と磁場は同相で振動し、互いに直交します。それらは空間内を波の形で移動します。移動する電場、磁場、および伝播方向は互いに垂直です。真空中の電磁波の伝播速度は光速(3×10^8m/s)です。一般に、電磁障害の対象となる電磁波は、電波とマイクロ波である。電磁波の周波数が高いほど、電磁放射能力は大きくなります。電子部品製品の場合、電磁界の電磁干渉 (EMI) は、部品の電磁両立性 (EMC) に影響を与える主な要因です。この電磁干渉源は、電子部品の内部コンポーネント間の相互干渉と外部電子機器の干渉によって発生します。電子部品の性能や機能に重大な影響を及ぼす可能性があります。たとえば、DC/DC パワー モジュールの内部磁気部品が電子機器に電磁干渉を引き起こす場合、出力リップル電圧パラメータに直接影響します。電子製品に対する高周波放射の影響は、製品のシェルを通って内部回路に直接侵入するか、コンダクトハラスメントに変換されて製品内に侵入します。電子部品の耐電磁妨害能力は、電磁両立性テストと電磁界近接場スキャン検出を通じて評価できます。


投稿日時: 2023 年 9 月 11 日