Kompletny przewodnik po metodach testowania starzenia PCB dla elektroniki

Gotowe PCBA, które zostanie wdrożone w terenie, powinno przejść kilka testów, aby zapewnić niezawodność i stabilną pracę. Standardy branżowe określają wiele metodologii testowania, wymagania dotyczące wydajności, metryki oceny, a nawet przyrządy testowe, które muszą być używane do oceny zachowania elektrycznego, odporności na cykle termiczne, długoterminowej stabilności termicznej, zdolności do wytrzymania szoku termicznego i wielu innych.

Z Altium Designer będziesz mieć kompletny zestaw narzędzi do dokumentowania wszystkich aspektów układu PCB przed wysłaniem go do produkcji i montażu. Dokumentacja może być trudnym zadaniem, ale narzędzia do dokumentacji produkcji w Altium Designer mogą pomóc Ci usprawnić tworzenie wymagań testowych, rysunków, plików wyjściowych i raportów punktów testowych, aby zapewnić kompleksowe testowanie. Jeśli masz dość ciągłego odtwarzania dokumentacji i ręcznego wprowadzania danych projektu, wypróbuj Altium Designer, najlepszą platformę do projektowania PCB dla profesjonalnych zespołów projektowych.

ALTIUM DESIGNER^®

Najlepsza aplikacja do projektowania i symulacji elektroniki dla profesjonalnych projektantów i producentów PCB.

Sukces branży elektronicznej zależał od wdrożenia szeregu metod testowych i standardów kwalifikacyjnych, szczególnie podczas i po produkcji. Jedną z ważnych grup testów jest test starzenia PCB, gdzie symulowany jest czas życia płyty, a PCBA jest sprawdzana pod kątem niezawodności. Te testy są czasami nazywane testami starzenia termicznego lub testami wypalania, ponieważ są przeprowadzane w podwyższonej temperaturze, a czasami podczas cykli temperaturowych. Mogą być przeprowadzane równolegle z testami szoku termicznego, testami szoku mechanicznego i testami wyładowań elektrycznych, w zależności od standardów branżowych i przepisów bezpieczeństwa regulujących dany produkt.

Cel testów starzenia PCB

Celem testów starzenia PCB jest zebranie danych do oceny długoterminowej niezawodności PCBA, która może być umieszczona w ciągłej eksploatacji przez ponad 100 000 godzin (co najmniej 20 lat). Te testy oceniają całe PCBA, więc informują o ogólnej niezawodności samej płytki drukowanej, jej komponentów, lutowia i komponentów mechanicznych, oraz wszelkich innych materiałów używanych w konstrukcji PCBA. Oczywiście, PCBA nie może być testowane przez 20 lat ciągłego użytkowania, więc inżynierowie testowi wykonują symulowane testy trwałości lub inne testy do oceny stabilności długoterminowej.

Wraz ze wzrostem złożoności wymagań dotyczących wydajności i produkcji, proces dokumentacji stosowany przez producentów PCB i zespoły projektowe również stał się bardziej skomplikowany. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu do projektowania, zespół projektowy może szybko generować dane do testów i produkcji bezpośrednio z układu PCB. Ważne wymagania, takie jak niezawodność połączeń lutowniczych, wymagane materiały PCB, stosowanie powłok konformalnych oraz szereg metod testowych, mogą być określone w dokumentach projektowych i łatwo udostępniane producentom.

Łatwe określanie wymagań testowych w danych projektowych

Kiedy potrzebujesz szybko i łatwo określić swoje wymagania testowe, użyj kompletnego zestawu narzędzi do projektowania i dokumentacji w Altium Designer. Będziesz miał do dyspozycji narzędzia, które są potrzebne, aby zapewnić, że Twój producent i montażysta zrozumieją zamierzenia projektowe, a Ty będziesz mógł określić swoje wymagania testowe, aby zapewnić wysoką jakość. Możesz również określić wymagania dotyczące testów starzeniowych PCB, ponieważ Twój producent wykorzysta je do oceny niezawodności komponentów, materiałów płytek drukowanych i wymagań dotyczących lutowania podczas montażu.

• Kontrola jakości i testowanie rozpocznie się już podczas produkcji, zazwyczaj od testów ciągłości, aby upewnić się, że otwarte obwody i zwarcia odpowiadają danym z Twojej listy połączeń.

  Dowiedz się więcej o procesie produkcji PCB.

• Początkowe uruchomienie płyty można badać i oceniać za pomocą licznych metod testowych. Standardowym testem jest testowanie w obwodzie, gdzie PCBA jest sondowane w celu sprawdzenia wymaganych napięć i prądów.

  Dowiedz się więcej o testowaniu w obwodzie.

• Po zmontowaniu płyty nadszedł czas na przeprowadzenie testu starzenia PCB, aby można było zidentyfikować płyty z wadliwymi komponentami i złączami lutowniczymi oraz usunąć je z produkcji.

  Dowiedz się więcej o testach przyspieszonego starzenia dla montaży elektronicznych.

Altium Designer i Altium 365 pozwalają określić wymagania dotyczące testu starzenia PCB wraz z danymi projektowymi płyty obwodu drukowanego i plikami produkcyjnymi.

Technologia i metodologia testowania starzenia PCB

Istnieją cztery typowe testy starzenia PCB, wszystkie oparte na działaniu termicznym. Do tych testów należą:

• Test przyspieszonego starzenia (burn-in testing): Metoda identyfikacji komponentów i/lub zespołów, które zawiodą na wczesnym etapie, za pomocą technik statystycznych.
• Wysoce przyspieszone testy trwałości (HALT): Tutaj celem jest obciążenie urządzenia do momentu awarii w wyniku nadmiernego działania. Naśladuje to nadmierne działanie w rzeczywistych warunkach środowiskowych, w których urządzenie będzie używane.
• Wysoce przyspieszone testy obciążeniowe (HAST): Podobne do HALT, polegające na obciążeniu projektu do całkowitej awarii.
• Wysoce przyspieszone testy obciążeniowe (HASS): Wykorzystują te same stresy środowiskowe co w HASS, ale na niższych poziomach, i zazwyczaj po zakończeniu kompletnego testu HALT.

Wszystkie metodyki testowania starzenia PCB podążają za podobnym procederem:

1. Przechowywanie partii PCB lub dyskretnych komponentów w podwyższonej temperaturze przez określony czas (zwykle wiele godzin lub dni)
2. Testowanie partii pod kątem wad lub awarii komponentów
3. Usuwanie uszkodzonych części i testowanie pozostałych komponentów/PCB
4. Kontynuowanie tego procesu aż do zidentyfikowania grupy przedwczesnych awarii
5. Analiza wyników statystycznie w celu zidentyfikowania wskaźnika przedwczesnych awarii
6. Inspekcja uszkodzonych części w celu ustalenia przyczyny awarii

W przypadku, gdy można jednoznacznie zidentyfikować wadę montażu, wadę fabrykacji lub pojedynczy komponent jako przyczynę awarii, można go usunąć, a projekt można zmodyfikować przed produkcją na większą skalę. Pomaga to zapewnić wysoką jakość produkcji i montażu, jednocześnie zmniejszając ryzyko.

Łatwo modyfikuj swoje projekty dzięki potężnym narzędziom CAD od Altium

Altium Designer to jedyna platforma do projektowania PCB, która zawiera kompletny zestaw funkcji CAD wraz z narzędziami przygotowującymi do produkcji zgodnie ze standardami branżowymi. Żadna inna platforma projektowa nie oferuje tak kompletnego zestawu narzędzi do dokumentacji i projektowania w jednej aplikacji. Po otrzymaniu wyników testów, łatwo można zmodyfikować projekt za pomocą najlepszego oprogramowania do układania PCB, a następnie natychmiast ponownie wygenerować pliki wyjściowe produkcji w kilka sekund.

• Niektóre PCB będą wymagały powłoki konformalnej ze względu na środowisko, w którym będą pracować. Po wybraniu powłoki konformalnej, upewnij się, że określisz jej wymagania dotyczące testów i inspekcji w dokumentacji projektowej.

  Dowiedz się więcej o różnych typach powłok konformalnych dla twojego PCBA.

• Testowanie funkcjonalne jest ostatnim etapem oceny przed przeskalowaniem do dużej produkcji. Po walidacji, produkcję można zwiększyć i zweryfikować za pomocą zautomatyzowanych metod testowych.

  Dowiedz się więcej o testowaniu funkcjonalnym PCBA po wykonaniu testu starzeniowego.

• Kiedy potrzebujesz udokumentować ważne wymagania dotyczące produkcji i montażu, możesz użyć narzędzia Draftsman w Altium Designer, aby tworzyć swoją dokumentację bezpośrednio z danych układu PCB.

  Dowiedz się więcej o używaniu Draftsmana do tworzenia rysunków PCB.

Narzędzie Draftsmand w Altium Designer pozwala określić wszystkie aspekty wymagań dotyczących produkcji i wymagań wydajnościowych bez korzystania z zewnętrznego programu CAD.

Dokumentuj swoje wymagania testowe z zestawem narzędzi Altium

Altium Designer to wiodący na rynku pakiet oprogramowania do projektowania płytek drukowanych dla różnorodnych produktów i aplikacji, ale zawiera również najlepszy w branży zestaw narzędzi do dokumentacji produkcyjnej. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz określić powłoki konformalne, materiały PCB, wymagania dotyczące lutowia bezolowiowego czy metody testowania, funkcje dokumentacji Altium Designer mogą pomóc zapewnić, że twoja montażowa płyta drukowana (PCBA) spełnia twoje standardy jakości i wydajności.

Z platformą Altium 365 każdy użytkownik Altium Designer może udostępniać swoje dane projektowe wraz z plikami produkcyjnymi, plikami montażowymi i dokumentacją testową. Umożliwia to nawet unikalne metody i strategie testowania, takie jak testowanie sprzętu w pętli przed i po przeprowadzeniu testów starzeniowych PCB. Tylko Altium 365 i Altium Designer tworzą jednolity ekosystem, w którym projektanci, producenci i inżynierowie testowi mogą wspólnie rozwiązywać złożone wyzwania związane z projektowaniem płytek drukowanych.

Zachowaj produktywność dzięki oprogramowaniu do projektowania PCB sterowanemu regułami od Altium

Wszystkie funkcje projektowania PCB w Altium Designer zostały stworzone, aby działać razem w jednym, zintegrowanym interfejsie projektowym. Podstawowy, oparty na zasadach silnik projektowy pozwala wszystkim funkcjom projektowania i dokumentacji na współdzielenie danych i bezproblemową współpracę. Żadna inna aplikacja do projektowania PCB nie pomaga utrzymać takiej produktywności i budować zaawansowanej elektroniki.

• Kiedy potrzebujesz najlepszych funkcji projektowych do dokumentacji twojej płytki drukowanej, zwróć się do Altium Designer, lidera branży w projektowaniu i produkcji PCB.

  Dowiedz się więcej o kompletnym zestawie narzędzi do projektowania płytek w Altium Designer.

• Nie używaj oddzielnej aplikacji do określania materiałów PCB i testowania komponentów oraz wymagań dotyczących wydajności. Altium Designer oferuje wszystko, co jest potrzebne do projektowania i produkcji płytek drukowanych.

  Zobacz w akcji kompletny zestaw narzędzi do projektowania PCB w Altium Designer.

• Kiedy będziesz gotowy, aby przesłać dane projektowe, testowe i produkcyjne do swojego zespołu zajmującego się fabrykacją i montażem, możesz użyć platformy Altium 365. Każdy użytkownik Altium Designer może korzystać z Altium 365, aby przekazać dane swojego projektu do producenta za pośrednictwem zarządzanej platformy w chmurze.

  Dowiedz się więcej o udostępnianiu danych dotyczących produkcji i testowania PCB za pomocą Altium 365.

Altium Designer zawiera wszystko, co potrzebne do zaprojektowania wysokiej jakości PCB i przygotowania ich do produkcji na dużą skalę w jednej aplikacji.

Z pełnym zestawem profesjonalnych funkcji dokumentacji, Altium Designer umożliwia wszystkim użytkownikom skompilowanie kompletnego zestawu wymagań dotyczących testów i pomiarów, jak również wymagań dotyczących testów starzenia PCB. Te wymagania mogą być łatwo tworzone, kompilowane i przekazywane do produkcji za pomocą jednego zestawu narzędzi w zjednoczonym środowisku. Zapomnij o używaniu wielu programów do projektowania, układu i symulacji, użyj najlepszego w branży zestawu narzędzi do projektowania PCB w potężnej aplikacji.

Altium Designer na Altium 365 dostarcza niespotykany dotąd poziom integracji w branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowany dla świata rozwoju oprogramowania, umożliwiając projektantom pracę z domu i osiąganie niespotykanych poziomów efektywności.

Dopiero zaczynamy odkrywać, co jest możliwe do zrobienia z Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jeden z Webinarów na Żądanie.