Buồng thử nghiệm nhiệt ẩm thay đổi nhanh đề cập đến một phương pháp sàng lọc các tác động của thời tiết, nhiệt hoặc cơ học có thể gây ra hỏng hóc sớm cho mẫu thử. Ví dụ, nó có thể phát hiện ra các khuyết tật trong thiết kế của mô-đun điện tử, vật liệu hoặc quy trình sản xuất. Công nghệ sàng lọc ứng suất (ESS) có thể phát hiện sớm các lỗi trong giai đoạn phát triển và sản xuất, giảm nguy cơ hỏng hóc do lỗi lựa chọn thiết kế hoặc quy trình sản xuất kém, và cải thiện đáng kể độ tin cậy của sản phẩm. Thông qua sàng lọc ứng suất môi trường, có thể tìm ra các hệ thống không đáng tin cậy đã bước vào giai đoạn thử nghiệm sản xuất. Nó đã được sử dụng như một phương pháp tiêu chuẩn để cải thiện chất lượng nhằm kéo dài hiệu quả tuổi thọ hoạt động bình thường của sản phẩm. Hệ thống SES có các chức năng điều chỉnh tự động cho làm lạnh, sưởi ấm, hút ẩm và tạo ẩm (chức năng tạo ẩm chỉ dành cho hệ thống SES). Nó chủ yếu được sử dụng để sàng lọc ứng suất nhiệt độ. Nó cũng có thể được sử dụng cho các thử nghiệm môi trường truyền thống như nhiệt ẩm, chu kỳ nhiệt độ cao và thấp, độ ẩm không đổi, nhiệt và độ ẩm, v.v.
Đặc trưng:
Tốc độ thay đổi nhiệt độ: 5℃/phút. 10℃/phút. 15℃/phút. 20℃/phút nhiệt độ trung bình đẳng
Hộp kiểm tra độ ẩm được thiết kế không tạo ra hơi nước ngưng tụ để tránh làm sai lệch kết quả thử nghiệm.
Bộ nguồn tải lập trình được với 4 đầu ra điều khiển BẬT/TẮT để bảo vệ an toàn cho thiết bị đang được thử nghiệm.
Quản lý nền tảng ứng dụng di động có thể mở rộng. Chức năng dịch vụ từ xa có thể mở rộng.
Hệ thống điều khiển lưu lượng môi chất lạnh thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng và điện năng, tốc độ làm nóng và làm lạnh nhanh.
Chức năng chống ngưng tụ hơi nước độc lập và chức năng bảo vệ khỏi gió và khói của sản phẩm đang được thử nghiệm.
Chế độ vận hành độc đáo: sau khi thử nghiệm, tủ sẽ tự động trở về nhiệt độ phòng để bảo vệ sản phẩm đang được thử nghiệm.
Hệ thống giám sát video mạng có khả năng mở rộng, đồng bộ với việc kiểm tra dữ liệu.
Chức năng thiết kế phần mềm nhắc nhở tự động bảo trì hệ thống điều khiển và xử lý sự cố
Màn hình màu, hệ thống điều khiển 32-bit, Ethernet, quản lý, chức năng truy cập dữ liệu UCB.
Hệ thống thổi khí khô được thiết kế đặc biệt để bảo vệ sản phẩm đang thử nghiệm khỏi sự thay đổi nhiệt độ đột ngột do ngưng tụ trên bề mặt.
Khả năng kiểm soát độ ẩm thấp trong ngành công nghiệp: 20℃/10%
Được trang bị hệ thống cấp nước tự động, hệ thống lọc nước tinh khiết và chức năng nhắc nhở khi hết nước.
Đáp ứng các yêu cầu kiểm tra độ bền của sản phẩm thiết bị điện tử, quy trình không chì, MIL-STD-2164, MIL-344A-4-16, MIL-2164A-19, NABMAT-9492, GJB-1032-90, GJB/Z34-5.1.6, IPC-9701...và các yêu cầu kiểm tra khác. Lưu ý: Phương pháp kiểm tra độ đồng đều phân bố nhiệt độ và độ ẩm dựa trên phép đo không gian hiệu quả của khoảng cách giữa hộp bên trong và mỗi bên là 1/10 (GB5170.18-87)
Trong quá trình hoạt động của các sản phẩm điện tử, ngoài các tác động về điện như điện áp và dòng điện của tải, còn có các tác động từ môi trường bao gồm nhiệt độ cao và chu kỳ nhiệt độ, rung động và va đập cơ học, độ ẩm và phun muối, nhiễu điện từ, v.v. Dưới tác động của các yếu tố môi trường nêu trên, sản phẩm có thể bị suy giảm hiệu suất, thay đổi thông số, ăn mòn vật liệu, v.v., hoặc thậm chí bị hỏng.
Sau khi các sản phẩm điện tử được sản xuất, từ khâu sàng lọc, lưu kho, vận chuyển đến sử dụng và bảo trì, chúng đều chịu ảnh hưởng của các tác động từ môi trường, khiến các đặc tính vật lý, hóa học, cơ học và điện của sản phẩm thay đổi liên tục. Quá trình thay đổi có thể diễn ra chậm hoặc tức thời, tùy thuộc hoàn toàn vào loại tác động môi trường và cường độ của tác động đó.
Ứng suất nhiệt độ ổn định đề cập đến nhiệt độ phản ứng của một sản phẩm điện tử khi nó hoạt động hoặc được bảo quản trong một môi trường nhiệt độ nhất định. Khi nhiệt độ phản ứng vượt quá giới hạn mà sản phẩm có thể chịu được, linh kiện của sản phẩm sẽ không thể hoạt động trong phạm vi thông số điện được chỉ định, điều này có thể khiến vật liệu sản phẩm bị mềm và biến dạng hoặc làm giảm hiệu suất cách điện, hoặc thậm chí bị cháy do quá nhiệt. Đối với sản phẩm, lúc này sản phẩm phải chịu nhiệt độ cao. Ứng suất quá cao có thể gây ra hỏng hóc sản phẩm trong thời gian ngắn; khi nhiệt độ phản ứng không vượt quá phạm vi nhiệt độ hoạt động được chỉ định của sản phẩm, tác động của ứng suất nhiệt độ ổn định thể hiện ở tác động lâu dài. Tác động theo thời gian khiến vật liệu sản phẩm dần dần bị lão hóa, các thông số hiệu suất điện bị sai lệch hoặc kém đi, cuối cùng dẫn đến hỏng hóc sản phẩm. Đối với sản phẩm, ứng suất nhiệt độ lúc này là ứng suất nhiệt độ lâu dài. Ứng suất nhiệt độ ổn định mà các sản phẩm điện tử phải chịu đến từ tải nhiệt độ môi trường xung quanh sản phẩm và nhiệt lượng sinh ra do công suất tiêu thụ của chính nó. Ví dụ, do sự cố của hệ thống tản nhiệt và sự rò rỉ dòng nhiệt cao của thiết bị, nhiệt độ của linh kiện sẽ vượt quá giới hạn trên của nhiệt độ cho phép. Linh kiện bị tiếp xúc với nhiệt độ cao. Ứng suất: Dưới điều kiện làm việc ổn định lâu dài ở nhiệt độ môi trường bảo quản, sản phẩm chịu ứng suất nhiệt độ lâu dài. Khả năng chịu nhiệt độ cao của sản phẩm điện tử có thể được xác định bằng thử nghiệm nung ở nhiệt độ cao theo từng bước, và tuổi thọ của sản phẩm điện tử dưới nhiệt độ lâu dài có thể được đánh giá thông qua thử nghiệm tuổi thọ ổn định (gia tốc nhiệt độ cao).
Ứng suất do thay đổi nhiệt độ có nghĩa là khi các sản phẩm điện tử ở trong trạng thái nhiệt độ thay đổi, do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt của các vật liệu chức năng của sản phẩm, giao diện vật liệu chịu ứng suất nhiệt gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ. Khi nhiệt độ thay đổi đột ngột, sản phẩm có thể bị vỡ và hỏng ngay lập tức tại giao diện vật liệu. Lúc này, sản phẩm chịu ứng suất quá tải do thay đổi nhiệt độ hoặc ứng suất sốc nhiệt; khi nhiệt độ thay đổi tương đối chậm, tác động của ứng suất do thay đổi nhiệt độ biểu hiện trong một thời gian dài. Giao diện vật liệu tiếp tục chịu ứng suất nhiệt do thay đổi nhiệt độ tạo ra, và có thể xảy ra hư hỏng do nứt vi mô ở một số vùng nhỏ. Hư hỏng này tích lũy dần dần, cuối cùng dẫn đến nứt hoặc vỡ giao diện vật liệu của sản phẩm. Lúc này, sản phẩm phải chịu ứng suất thay đổi nhiệt độ lâu dài hoặc ứng suất chu kỳ nhiệt độ. Ứng suất do thay đổi nhiệt độ mà các sản phẩm điện tử phải chịu đựng đến từ sự thay đổi nhiệt độ của môi trường nơi sản phẩm được đặt và trạng thái chuyển mạch của chính nó. Ví dụ, khi di chuyển từ môi trường trong nhà ấm áp ra ngoài trời lạnh, dưới bức xạ mặt trời mạnh, mưa đột ngột hoặc ngâm trong nước, thay đổi nhiệt độ nhanh chóng từ mặt đất lên độ cao của máy bay, làm việc gián đoạn trong môi trường lạnh, sự thay đổi của mặt trời mọc và mặt trời lặn trong không gian, trong trường hợp hàn chảy lại và sửa chữa các mô-đun vi mạch, sản phẩm phải chịu ứng suất sốc nhiệt; thiết bị phải chịu ứng suất do sự thay đổi định kỳ của nhiệt độ khí hậu tự nhiên, điều kiện làm việc gián đoạn, thay đổi nhiệt độ hoạt động của chính hệ thống thiết bị và thay đổi âm lượng cuộc gọi của thiết bị liên lạc. Trong trường hợp dao động về mức tiêu thụ điện năng, sản phẩm phải chịu ứng suất chu kỳ nhiệt. Thử nghiệm sốc nhiệt có thể được sử dụng để đánh giá khả năng chịu đựng của các sản phẩm điện tử khi chịu sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, và thử nghiệm chu kỳ nhiệt có thể được sử dụng để đánh giá khả năng thích ứng của các sản phẩm điện tử khi hoạt động trong thời gian dài dưới điều kiện nhiệt độ cao và thấp xen kẽ.
2. Ứng suất cơ học
Ứng suất cơ học của các sản phẩm điện tử bao gồm ba loại ứng suất: rung động cơ học, va đập cơ học và gia tốc không đổi (lực ly tâm).
Ứng suất rung cơ học là loại ứng suất cơ học được tạo ra bởi các sản phẩm điện tử dao động qua lại xung quanh một vị trí cân bằng nhất định dưới tác động của các lực bên ngoài. Rung cơ học được phân loại thành rung tự do, rung cưỡng bức và rung tự kích thích theo nguyên nhân; theo quy luật chuyển động của rung cơ học, có rung hình sin và rung ngẫu nhiên. Hai dạng rung này có lực phá hoại khác nhau đối với sản phẩm, trong đó dạng rung ngẫu nhiên có lực phá hoại lớn hơn, vì vậy hầu hết các đánh giá thử nghiệm rung đều sử dụng thử nghiệm rung ngẫu nhiên. Tác động của rung cơ học lên các sản phẩm điện tử bao gồm biến dạng sản phẩm, uốn cong, nứt, gãy, v.v. do rung động gây ra. Các sản phẩm điện tử chịu ứng suất rung lâu dài sẽ gây ra hiện tượng nứt vỡ vật liệu giao diện cấu trúc do mỏi và hỏng hóc do mỏi cơ học; nếu xảy ra hiện tượng cộng hưởng dẫn đến hỏng hóc do quá tải, gây hư hại cấu trúc tức thời cho sản phẩm điện tử. Ứng suất rung động cơ học của các sản phẩm điện tử xuất phát từ tải trọng cơ học của môi trường làm việc, chẳng hạn như sự quay, xung động, dao động và các tải trọng cơ học môi trường khác của máy bay, xe cộ, tàu thuyền, phương tiện bay và các công trình cơ khí trên mặt đất, đặc biệt là khi sản phẩm được vận chuyển trong trạng thái không hoạt động. Và khi là một bộ phận gắn trên xe hoặc trên không đang hoạt động trong điều kiện làm việc, việc chịu ứng suất rung động cơ học là điều không thể tránh khỏi. Thử nghiệm rung động cơ học (đặc biệt là thử nghiệm rung động ngẫu nhiên) có thể được sử dụng để đánh giá khả năng thích ứng của các sản phẩm điện tử với rung động cơ học lặp đi lặp lại trong quá trình hoạt động.
Ứng suất xung cơ học là loại ứng suất cơ học gây ra bởi sự tương tác trực tiếp giữa một sản phẩm điện tử và một vật thể (hoặc linh kiện) khác dưới tác động của các lực môi trường bên ngoài, dẫn đến sự thay đổi đột ngột về lực, độ dịch chuyển, tốc độ hoặc gia tốc của sản phẩm tại một thời điểm nhất định. Dưới tác động của ứng suất xung cơ học, sản phẩm có thể giải phóng và truyền một lượng năng lượng đáng kể trong thời gian rất ngắn, gây ra hư hỏng nghiêm trọng cho sản phẩm, chẳng hạn như gây ra sự cố hoạt động của sản phẩm điện tử, hở/ngắn mạch tức thời, nứt và vỡ cấu trúc bao bì đã lắp ráp, v.v. Khác với hư hỏng tích lũy do tác động lâu dài của rung động, hư hỏng do xung cơ học đối với sản phẩm biểu hiện ở sự giải phóng năng lượng tập trung. Biên độ của thử nghiệm xung cơ học càng lớn và thời gian xung càng ngắn. Giá trị đỉnh gây ra hư hỏng sản phẩm là xung chính. Thời gian của xung chính chỉ kéo dài từ vài mili giây đến vài chục mili giây, và độ rung sau xung chính giảm nhanh chóng. Biên độ của ứng suất xung cơ học này được xác định bởi gia tốc đỉnh và thời gian của xung. Độ lớn của gia tốc cực đại phản ánh độ lớn của lực tác động lên sản phẩm, và tác động của thời gian xung xung lên sản phẩm có liên quan đến tần số tự nhiên của sản phẩm. Ứng suất sốc cơ học mà các sản phẩm điện tử phải chịu đựng đến từ những thay đổi đột ngột về trạng thái cơ học của thiết bị điện tử, chẳng hạn như phanh gấp và va chạm xe cộ, thả dù và rơi từ máy bay, hỏa lực pháo binh, vụ nổ năng lượng hóa học, vụ nổ hạt nhân, v.v. Tác động cơ học, lực đột ngột hoặc chuyển động đột ngột do bốc dỡ, vận chuyển hoặc làm việc ngoài hiện trường cũng sẽ khiến sản phẩm phải chịu đựng tác động cơ học. Thử nghiệm sốc cơ học có thể được sử dụng để đánh giá khả năng thích ứng của các sản phẩm điện tử (chẳng hạn như cấu trúc mạch) với các sốc cơ học không lặp lại trong quá trình sử dụng và vận chuyển.
Ứng suất gia tốc không đổi (lực ly tâm) đề cập đến một loại lực ly tâm được tạo ra bởi sự thay đổi liên tục hướng chuyển động của vật mang khi các sản phẩm điện tử hoạt động trên một vật mang di động. Lực ly tâm là một lực quán tính ảo, giữ cho vật quay tránh xa tâm quay. Lực ly tâm và lực hướng tâm có độ lớn bằng nhau và ngược hướng. Khi lực hướng tâm được tạo ra bởi lực ngoại lực tổng hợp hướng về tâm vòng tròn biến mất, vật quay sẽ không còn quay nữa. Thay vào đó, nó sẽ bay ra theo hướng tiếp tuyến của quỹ đạo quay, và sản phẩm bị hư hỏng tại thời điểm này. Độ lớn của lực ly tâm liên quan đến khối lượng, tốc độ chuyển động và gia tốc (bán kính quay) của vật chuyển động. Đối với các linh kiện điện tử không được hàn chắc chắn, hiện tượng linh kiện bay ra do sự tách rời của các mối hàn sẽ xảy ra dưới tác động của lực ly tâm. Sản phẩm bị hỏng. Lực ly tâm tác động lên các sản phẩm điện tử xuất phát từ điều kiện hoạt động thay đổi liên tục của thiết bị điện tử và thiết bị theo hướng chuyển động, ví dụ như xe cộ, máy bay, tên lửa đang chạy và thay đổi hướng, do đó thiết bị điện tử và các linh kiện bên trong phải chịu được lực ly tâm ngoài trọng lực. Thời gian tác động dao động từ vài giây đến vài phút. Lấy tên lửa làm ví dụ, sau khi quá trình thay đổi hướng hoàn tất, lực ly tâm biến mất, và lực ly tâm lại thay đổi và tác động trở lại, có thể tạo thành lực ly tâm liên tục trong thời gian dài. Thử nghiệm gia tốc không đổi (thử nghiệm ly tâm) có thể được sử dụng để đánh giá độ bền của cấu trúc hàn của các sản phẩm điện tử, đặc biệt là các linh kiện gắn bề mặt có kích thước lớn.
3. Căng thẳng do thiếu nước
Ứng suất do độ ẩm đề cập đến ứng suất mà các sản phẩm điện tử phải chịu khi hoạt động trong môi trường khí quyển có độ ẩm nhất định. Các sản phẩm điện tử rất nhạy cảm với độ ẩm. Khi độ ẩm tương đối của môi trường vượt quá 30%RH, vật liệu kim loại của sản phẩm có thể bị ăn mòn, và các thông số hiệu suất điện có thể bị sai lệch hoặc kém đi. Ví dụ, trong điều kiện độ ẩm cao kéo dài, hiệu suất cách điện của vật liệu cách điện giảm sau khi hấp thụ độ ẩm, gây ra hiện tượng đoản mạch hoặc điện giật cao áp; các linh kiện điện tử tiếp xúc, chẳng hạn như phích cắm, ổ cắm, v.v., dễ bị ăn mòn khi hơi ẩm bám vào bề mặt, tạo thành lớp màng oxit, làm tăng điện trở của thiết bị tiếp xúc, trong trường hợp nghiêm trọng sẽ gây tắc nghẽn mạch; trong môi trường ẩm ướt khắc nghiệt, sương mù hoặc hơi nước sẽ gây ra tia lửa điện khi các tiếp điểm rơle được kích hoạt và không thể hoạt động được nữa; chip bán dẫn nhạy cảm hơn với hơi nước, một khi bề mặt chip có hơi nước. Để ngăn các linh kiện điện tử bị ăn mòn bởi hơi nước, công nghệ đóng gói kín hoặc đóng gói kín khí được áp dụng để cách ly các linh kiện khỏi không khí bên ngoài và ô nhiễm. Áp lực ẩm mà các sản phẩm điện tử phải chịu đến từ độ ẩm trên bề mặt các vật liệu gắn kèm trong môi trường làm việc của thiết bị điện tử và độ ẩm thấm vào các linh kiện. Mức độ áp lực ẩm tỷ lệ thuận với độ ẩm môi trường. Khu vực ven biển phía đông nam nước ta là những khu vực có độ ẩm cao, đặc biệt là vào mùa xuân và mùa hè, khi độ ẩm tương đối đạt trên 90% RH, ảnh hưởng của độ ẩm là một vấn đề không thể tránh khỏi. Khả năng thích ứng của các sản phẩm điện tử khi sử dụng hoặc bảo quản trong điều kiện độ ẩm cao có thể được đánh giá thông qua thử nghiệm nhiệt ẩm ổn định và thử nghiệm khả năng chịu ẩm.
4. Căng thẳng do phun muối
Ứng suất phun muối đề cập đến ứng suất phun muối trên bề mặt vật liệu khi các sản phẩm điện tử hoạt động trong môi trường phân tán khí quyển bao gồm các giọt nhỏ chứa muối. Sương muối thường đến từ môi trường khí hậu biển và môi trường khí hậu hồ muối nội địa. Thành phần chính của nó là NaCl và hơi nước. Sự tồn tại của các ion Na+ và Cl- là nguyên nhân gốc rễ gây ăn mòn vật liệu kim loại. Khi phun muối bám vào bề mặt chất cách điện, nó sẽ làm giảm điện trở bề mặt, và sau khi chất cách điện hấp thụ dung dịch muối, điện trở thể tích của nó sẽ giảm đi 4 bậc độ lớn; khi phun muối bám vào bề mặt các bộ phận cơ khí chuyển động, nó sẽ làm tăng ma sát do sự hình thành các chất ăn mòn. Nếu hệ số ma sát tăng lên, các bộ phận chuyển động thậm chí có thể bị kẹt; mặc dù công nghệ đóng gói và bịt kín khí được áp dụng để tránh ăn mòn chip bán dẫn, nhưng các chân bên ngoài của thiết bị điện tử vẫn thường xuyên bị mất chức năng do ăn mòn phun muối; ăn mòn trên PCB có thể gây đoản mạch các dây dẫn liền kề. Ứng suất phun muối mà các sản phẩm điện tử phải chịu đến từ phun muối trong khí quyển. Tại các khu vực ven biển, trên tàu thuyền, không khí chứa nhiều muối, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến bao bì của các linh kiện điện tử. Thử nghiệm phun muối có thể được sử dụng để đẩy nhanh quá trình ăn mòn của bao bì điện tử nhằm đánh giá khả năng chịu đựng của nó đối với thử nghiệm phun muối.
5. Ứng suất điện từ
Ứng suất điện từ đề cập đến ứng suất điện từ mà một sản phẩm điện tử phải chịu trong trường điện từ của điện trường và từ trường biến thiên. Trường điện từ bao gồm hai khía cạnh: điện trường và từ trường, và các đặc tính của nó được biểu thị lần lượt bằng cường độ điện trường E (hoặc điện trường D) và mật độ từ thông B (hoặc từ trường H). Trong trường điện từ, điện trường và từ trường có mối liên hệ chặt chẽ. Điện trường biến thiên theo thời gian sẽ gây ra từ trường, và từ trường biến thiên theo thời gian sẽ gây ra điện trường. Sự kích thích lẫn nhau của điện trường và từ trường gây ra sự chuyển động của trường điện từ để tạo thành sóng điện từ. Sóng điện từ có thể tự lan truyền trong chân không hoặc vật chất. Điện trường và từ trường dao động cùng pha và vuông góc với nhau. Chúng chuyển động dưới dạng sóng trong không gian. Điện trường, từ trường và hướng lan truyền vuông góc với nhau. Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong chân không là tốc độ ánh sáng (3×10^8 m/s). Nói chung, các sóng điện từ liên quan đến nhiễu điện từ là sóng radio và sóng vi ba. Tần số sóng điện từ càng cao, khả năng bức xạ điện từ càng lớn. Đối với các sản phẩm linh kiện điện tử, nhiễu điện từ (EMI) là yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng tương thích điện từ (EMC) của linh kiện. Nguồn nhiễu điện từ này đến từ sự tương tác lẫn nhau giữa các thành phần bên trong linh kiện điện tử và sự nhiễu từ các thiết bị điện tử bên ngoài. Nó có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất và chức năng của linh kiện điện tử. Ví dụ, nếu các thành phần từ tính bên trong mô-đun nguồn DC/DC gây nhiễu điện từ cho các thiết bị điện tử, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số điện áp gợn sóng đầu ra; tác động của bức xạ tần số vô tuyến lên các sản phẩm điện tử sẽ trực tiếp đi vào mạch bên trong thông qua vỏ sản phẩm, hoặc được chuyển hóa thành nhiễu dẫn và xâm nhập vào sản phẩm. Khả năng chống nhiễu điện từ của linh kiện điện tử có thể được đánh giá thông qua thử nghiệm tương thích điện từ và phát hiện quét trường điện từ gần.
Thời gian đăng bài: 11/09/2023
