Kompletter Leitfaden zu Alterungstestmethoden für Leiterplatten in der Elektronik

Ein fertiges PCBA, das im Feld eingesetzt wird, sollte mehrere Tests bestehen, um Zuverlässigkeit und stabile Funktion zu gewährleisten. Industriestandards spezifizieren mehrere Testmethodologien, Leistungsanforderungen, Bewertungsmetriken, sogar Testvorrichtungen, die verwendet werden müssen, um das elektrische Verhalten, die Widerstandsfähigkeit gegen thermische Zyklen, langfristige thermische Stabilität, die Fähigkeit, thermischen Schock zu widerstehen, und vieles mehr zu bewerten.

Mit Altium Designer haben Sie ein komplettes Werkzeugset, um alle Aspekte Ihres PCB-Layouts zu dokumentieren, bevor Sie es zur Fertigung und Montage schicken. Die Dokumentation kann eine schwierige Aufgabe sein, aber die Fertigungsdokumentationswerkzeuge von Altium Designer können Ihnen helfen, die Erstellung von Testanforderungen, Zeichnungen, Ausgabedateien und Testpunktberichten zu vereinfachen, um umfassende Tests zu gewährleisten. Wenn Sie es leid sind, Ihre Dokumentation ständig neu aufzubauen und Ihre Projektdaten manuell einzugeben, probieren Sie Altium Designer aus, die branchenführende PCB-Designplattform für professionelle Designteams.

ALTIUM DESIGNER^®

Die branchenführende Elektronikdesign- und Simulationsanwendung für professionelle Designer und PCB-Hersteller.

Der Erfolg der Elektronikindustrie hängt von der Implementierung einer Reihe von Testmethoden und Qualitätsstandards ab, insbesondere während und nach der Herstellung. Eine wichtige Gruppe von Tests ist der PCB-Alterungstest, bei dem die Lebensdauer einer Platine simuliert und die PCBA auf Zuverlässigkeit geprüft wird. Diese Tests werden manchmal als thermische Alterungstests oder Einbrenntests bezeichnet, da sie bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden, manchmal auch unter Temperaturzyklen. Sie können zusammen mit thermischen Schocktests, mechanischen Schocktests und elektrischen Entladungstests durchgeführt werden, abhängig von den Industriestandards und Sicherheitsvorschriften, die für das jeweilige Produkt gelten.

Zweck von PCB-Alterungstests

Der Zweck von PCB-Alterungstests besteht darin, Daten zur Bewertung der Langzeit-Zuverlässigkeit einer PCBA zu sammeln, die möglicherweise für über 100.000 Stunden (mindestens 20 Jahre) in kontinuierlichem Betrieb eingesetzt wird. Diese Tests bewerten eine gesamte PCBA, sodass sie Ihnen die Gesamtzuverlässigkeit der nackten Leiterplatte, ihrer Komponenten, Löt- und mechanischen Komponenten sowie aller anderen Materialien, die beim Bau der PCBA verwendet werden, aufzeigen. Offensichtlich kann eine PCBA nicht kontinuierlich über 20 Jahre getestet werden, daher führen Testingenieure simulierte Lebensdauertests oder andere Tests durch, um die Langzeitstabilität zu bewerten.

Mit steigenden Leistungsanforderungen und komplexer werdenden Fertigungsanforderungen hat sich auch der Dokumentationsprozess, der von PCB-Herstellern und Designteams verwendet wird, weiterentwickelt. Mit der richtigen Designsoftware kann ein Designteam schnell ihre Test- und Fertigungsdaten direkt aus ihrem PCB-Layout generieren. Wichtige Anforderungen wie die Zuverlässigkeit von Lötstellen, benötigte PCB-Materialien, der Einsatz von konformen Beschichtungen und eine Reihe von Testmethoden können innerhalb der Projektdokumente spezifiziert und einfach mit den Herstellern geteilt werden.

Spezifizieren Sie einfach Ihre Testanforderungen in Ihren Projektdaten

Wenn Sie schnell und einfach Ihre Testanforderungen spezifizieren müssen, nutzen Sie den kompletten Satz an Design- und Dokumentationswerkzeugen in Altium Designer. Sie haben die Werkzeuge, die Sie benötigen, um sicherzustellen, dass Ihr Fertiger und Monteur Ihre Designabsicht verstehen, und Sie können Ihre Testanforderungen spezifizieren, um eine hohe Qualität zu gewährleisten. Sie können auch Ihre Anforderungen an den PCB-Alterungstest spezifizieren, da Ihr Fertiger diese verwenden wird, um die Zuverlässigkeit in Ihren Komponenten, Leiterplattenmaterialien und Lötanforderungen während der Montage zu bewerten.

• Qualitätskontrolle und Tests beginnen normalerweise während der Fertigung, in der Regel mit Kontinuitätstests, um sicherzustellen, dass Unterbrechungen und Kurzschlüsse mit den Daten in Ihrer Netzliste übereinstimmen.

  Erfahren Sie mehr über den PCB-Fertigungsprozess.

• Die erste Inbetriebnahme einer Platine kann mit zahlreichen Testmethoden geprüft und bewertet werden. Ein Standardtest ist der In-Circuit-Test, bei dem die PCBA abgetastet wird, um die erforderlichen Spannungen und Ströme zu überprüfen.

  Erfahren Sie mehr über In-Circuit-Tests.

• Nachdem eine Platine montiert wurde, ist es an der Zeit, einen Alterungstest für die PCB durchzuführen, damit Platinen mit defekten Komponenten und Lötstellen identifiziert und aus der Produktion genommen werden können.

  Erfahren Sie mehr über Burn-in-Tests für Elektronikbaugruppen.

Altium Designer und Altium 365 ermöglichen es Ihnen, Ihre Anforderungen an den Alterungstest der PCB neben Ihren Schaltungsdesign-Daten und Fertigungsdateien anzugeben.

Technologie und Methodik des Alterungstests für PCBs

Es gibt vier typische Alterungstests für PCBs, die alle thermisch bedingt sind. Diese Tests umfassen:

• Burn-in-Test: Eine Methode zur Identifizierung von Komponenten und/oder Baugruppen, die frühzeitig ausfallen werden, unter Verwendung statistischer Techniken.
• Highly Accelerated Life Testing (HALT): Hier ist das Ziel, ein Gerät so stark zu belasten, bis es bei grober Überbeanspruchung ausfällt. Dies imitiert eine Überbeanspruchung unter den tatsächlichen Umweltbedingungen, in denen das Gerät eingesetzt wird.
• Highly Accelerated Stress Testing (HAST): Ähnlich wie HALT, in dem das Design bis zum Totalausfall belastet wird.
• Hochbeschleunigte Stressprüfung (HASS): Verwendet dieselben Umweltbelastungen wie bei HASS, jedoch auf niedrigeren Ebenen und typischerweise nach Abschluss eines vollständigen HALT-Tests.

Alle Methodologien für Alterungstests von PCBs folgen einem ähnlichen Verfahren:

1. Halten Sie eine Charge von PCBAs oder diskreten Komponenten für eine bestimmte Zeit (typischerweise mehrere Stunden oder Tage) bei erhöhter Temperatur
2. Testen Sie die Charge auf Defekte oder Komponentenausfälle
3. Entfernen Sie die defekten Teile und testen Sie die verbleibenden Komponenten/PCBAs
4. Führen Sie dies fort, bis die Gruppe der vorzeitigen Ausfälle identifiziert wurde
5. Analysieren Sie die Ergebnisse statistisch, um eine vorzeitige Ausfallrate zu identifizieren
6. Untersuchen Sie die defekten Teile, um die Ursache des Ausfalls zu bestimmen

Im Falle eines Montagefehlers, eines Fertigungsfehlers oder einer einzelnen Komponente, die eindeutig als Ursache des Ausfalls identifiziert werden kann, kann diese entfernt und das Design vor der Produktion in größerem Umfang modifiziert werden. Dies hilft, eine hochwertige Fertigung und Montage zu gewährleisten und gleichzeitig das Risiko zu reduzieren.

Modifizieren Sie Ihre Designs einfach mit den leistungsstarken CAD-Tools von Altium

Altium Designer ist die einzige PCB-Designplattform, die einen kompletten Satz an CAD-Funktionen zusammen mit branchenüblichen Werkzeugen zur Fertigungsvorbereitung bietet. Keine andere Designplattform bietet Ihnen ein komplettes Werkzeugset für Dokumentation und Design in einer Anwendung. Sobald Sie Ihre Testergebnisse erhalten haben, ist es ein einfaches Unterfangen, Ihr Design mit der besten PCB-Layout-Software zu modifizieren, und Sie können Ihre Fertigungsoutput-Dateien in Sekunden neu generieren.

• Einige PCBAs benötigen aufgrund der Umgebung, in der sie betrieben werden, eine konforme Beschichtung. Sobald Sie eine konforme Beschichtung ausgewählt haben, stellen Sie sicher, dass Sie deren Test- und Inspektionsanforderungen in Ihrer Design-Dokumentation spezifizieren.

  Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von konformen Beschichtungen für Ihre PCBA.

• Funktionstests sind der letzte Teil der Bewertung, bevor auf hohe Stückzahlen skaliert wird. Einmal validiert, kann die Produktion skaliert und mit automatisierten Testmethoden validiert werden.

  Erfahren Sie mehr über die funktionale Prüfung einer PCBA nach Durchführung eines Alterungstests.

• Wenn Sie wichtige Fertigungs- und Montageanforderungen dokumentieren müssen, können Sie das Draftsman-Werkzeug in Altium Designer verwenden, um Ihre Dokumentation direkt aus Ihren PCB-Layoutdaten zu erstellen.

  Erfahren Sie mehr über die Verwendung von Draftsman für die Erstellung von PCB-Zeichnungen.

Das Draftsmand-Utility in Altium Designer ermöglicht es Ihnen, alle Aspekte Ihrer Fertigungsanforderungen und Leistungsanforderungen zu spezifizieren, ohne ein externes CAD-Programm zu verwenden.

Dokumentieren Sie Ihre Testanforderungen mit Altiums Toolset

Altium Designer ist das führende Leiterplattendesign-Softwarepaket der Branche für eine Reihe von Produkten und Anwendungen, aber es beinhaltet auch das beste Toolset für Fertigungsdokumentationen der Branche. Ob Sie konforme Beschichtungen, PCB-Materialien, bleifreie Lötanforderungen oder Testmethoden spezifizieren müssen, die Dokumentationsfunktionen von Altium Designer können dabei helfen, sicherzustellen, dass Ihre PCBA Ihren Qualitäts- und Leistungsstandards entspricht.

Mit der Altium 365-Plattform können alle Altium Designer-Benutzer ihre Design-Daten zusammen mit ihren Fertigungsdateien, Montagedateien und Testdokumentationen teilen. Dies ermöglicht sogar einzigartige Testmethoden und Strategien wie Hardware-in-the-Loop-Tests vor und nach der Durchführung von PCB-Alterungstests. Nur Altium 365 und Altium Designer schaffen ein einziges Ökosystem, in dem Designer, Hersteller und Testingenieure zusammenarbeiten können, um komplexe Herausforderungen im Design von gedruckten Schaltungen zu lösen.

Bleiben Sie produktiv mit Altiums regelbasiertem PCB-Design-Software

Alle PCB-Designfunktionen in Altium Designer wurden entwickelt, um in einer einzigen, einheitlichen Designoberfläche zusammenzuarbeiten. Der zugrundeliegende regelbasierte Designmotor ermöglicht es allen Ihren Design- und Dokumentationsfunktionen, Daten zu teilen und nahtlos zusammenzuarbeiten. Keine andere PCB-Designanwendung hilft Ihnen, so produktiv zu bleiben und fortschrittliche Elektronik zu bauen.

• Wenn Sie die besten Designfunktionen für die Design-Dokumentation Ihrer Leiterplatte benötigen, wenden Sie sich an Altium Designer, den Branchenführer im PCB-Design und in der Fertigung.

  Erfahren Sie mehr über das komplette Leiterplattenwerkzeugset von Altium Designer.

• Verwenden Sie keine separate Anwendung, um Ihre PCB-Materialien und die Test- und Leistungsanforderungen Ihrer Komponenten zu spezifizieren. Altium Designer bietet Ihnen alles, was Sie für das Design und die Fertigung von Leiterplatten benötigen.

  Sehen Sie das komplette Set an PCB-Designwerkzeugen von Altium Designer in Aktion.

• Sobald Sie bereit sind, Ihre Design-, Test- und Fertigungsdaten an Ihr Fertigungs- und Montageteam weiterzugeben, können Sie die Altium 365-Plattform nutzen. Jeder Altium Designer kann Altium 365 verwenden, um seine Projektdaten über eine verwaltete Cloud-Plattform an seinen Hersteller zu übermitteln.

  Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie Ihre PCB-Fertigungs- und Testdaten mit Altium 365 teilen.

Altium Designer umfasst alles, was benötigt wird, um hochwertige PCBs zu entwerfen und sie für die Großproduktion vorzubereiten, in einer einzigen Anwendung.

Mit einem vollständigen Satz professioneller Dokumentationsfunktionen ermöglicht Altium Designer allen Benutzern, einen kompletten Satz von Test- und Messanforderungen sowie Anforderungen für den Alterungstest von PCBs zu erstellen. Diese Anforderungen können einfach erstellt, zusammengestellt und mit einem einzigen Werkzeugsatz in einer einheitlichen Umgebung zur Fertigung weitergeleitet werden. Vergessen Sie die Verwendung mehrerer Programme für Design, Layout und Simulation, nutzen Sie das branchenführende Set an PCB-Designwerkzeugen in einer leistungsstarken Anwendung.

Altium Designer auf Altium 365 bietet eine bisher in der Elektronikindustrie unerreichte Integration, die bisher der Welt der Softwareentwicklung vorbehalten war, und ermöglicht es Designern, von zu Hause aus zu arbeiten und beispiellose Effizienzniveaus zu erreichen.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Sie können die Produktseite für eine detailliertere Beschreibung der Funktionen oder eines der On-Demand Webinare überprüfen.