Tablet Reliability Test
A Tablet Computer, also known as a Tablet Personal Computer (Tablet PC), is a small, portable personal computer that uses a touch screen as its basic input device. It is an electronic product with strong mobility, and it can be seen everywhere in life (such as waiting stations, trains, high-speed trains, cafes, restaurants, meeting rooms, suburbs, etc.). People carry only simple coat protection or even no, in order to facilitate use, the design reduces the size, so that it can be directly placed in the pocket or handbag, backpack, but the tablet computer in the process of moving will also experience many environmental physical changes (such as temperature, humidity, vibration, impact, extrusion, etc.). Etc.) and natural damage (such as ultraviolet light, sunlight, dust, salt spray, water droplets... It will also cause artificial unintentional injury or abnormal operation and misoperation, and even cause failure and damage (such as: household chemicals, hand sweating, falling, terminal insertion and removal too much, pocket friction, crystal nails... These will shorten the life of the tablet computer, in order to ensure the reliability of the product and extend the service life to improve, we must carry out a number of environmental reliability test projects on the tablet computer, the following relevant tests for your reference.
Environmental test project description:
Simulate various harsh environments and reliability assessments used by tablet computers to test whether their performance meets the requirements; It mainly includes high and low temperature operation and high and low temperature storage, temperature and condensation, temperature cycle and shock, wet and heat combination test, ultraviolet, sunlight, drip, dust, salt spray and other tests.
Operating temperature range: 0℃ ~ 35℃/5% ~ 95%RH
Storage temperature range: -10℃ ~ 50℃/10% ~ 90%RH
Operating low temperature test: -10℃/2h/ power operation
Operating high temperature test: 40℃/8h/ all running
Storage low temperature test: -20℃/96h/ shutdown
Storage high temperature test: 60℃/96h/ shutdown
High temperature test of vehicle storage: 85℃/96h/ shutdown
Temperature shock: -40℃(30min)←→80℃(30min)/10cycle
Wet heat test: 40℃/95%R.H./48h/ power standby
Hot and humid cycle test: 40℃/95%R.H./1h→ramp:1℃/min→-10℃/1h, 20cycles, power standby
Wet heat test: 40℃/95%R.H./48h/ power standby
Hot and humid cycle test: 40℃/95%R.H./1h→ramp:1℃/min→-10℃/1h, 20cycles, power standby
Weather resistance test:
Simulation of the most severe natural conditions, solar thermal effect test, each cycle of 24 hours, 8 hours of continuous exposure, 16 hours to keep dark, each cycle radiation amount of 8.96 kWh/m2, a total of 10cycles.
Salt spray test:
5% sodium chloride solution/Water temperature 35°C/PH 6.5~7.2/24h/ Shutdown → Pure water wipe shell →55°C/0.5h→ Function test: after 2 hours, after 40/80%R.H./168h.
Dripping test: According to IEC60529, in line with IPX2 waterproof rating, can prevent water droplets falling at an Angle of less than 15 degrees from entering the tablet computer and causing damage. Test conditions: water flow rate 3mm/min, 2.5min at each position, checkpoint: after test, 24 hours later, standby for 1 week.
Dust Test:
According to IEC60529, in line with the IP5X dust class, can not completely prevent the entry of dust but does not affect the device should be the action and anquan, in addition to tablet computers are currently many personal mobile portable 3C products commonly used dust standards, such as: mobile phones, digital cameras, MP3, MP4... Let's wait.
Conditions:
Dust sample 110mm/3 ~ 8h/ test for dynamic operation
After the test, a microscope is used to detect whether dust particles will enter the interior space of the tablet.
Chemical staining test:
Confirm the external components related to the tablet, confirm the chemical resistance of household chemicals, chemicals: sunscreen, lipstick, hand cream, mosquito repellent, cooking oil (salad oil, sunflower oil, olive oil... Etc.), the test time is 24 hours, check the color, gloss, surface smoothness... Etc., and confirm whether there are bubbles or cracks.
Mechanical test:
Test the strength of the mechanical structure of the tablet computer and the wear resistance of the key components; Mainly includes vibration test, drop test, impact test, plug test, and wear test... Etc.
Fall test: The height of 130cm, free fall on the smooth soil surface, each side fell 7 times, 2 sides a total of 14 times, tablet computer in standby state, each fall, the function of the test product is checked.
Repeated drop test: the height of 30cm, free drop on the smooth dense surface of 2cm thickness, each side fell 100 times, each interval of 2s, 7 sides a total of 700 times, every 20 times, check the function of the experimental product, tablet computer is in the state of power.
Random vibration test: frequency 30 ~ 100Hz, 2G, axial: three axial. Time: 1 hour in each direction, for a total of three hours, the tablet is in standby mode.
Screen impact resistance test: 11φ/5.5g copper ball fell on the center surface of 1m object at 1.8m height and 3ψ/9g stainless steel ball fell at 30cm height
Screen writing durability: more than 100,000 words (width R0.8mm, pressure 250g)
Screen touch durability: 1 million, 10 million, 160 million, 200 million times or more (width R8mm, hardness 60°, pressure 250g, 2 times per second)
Screen flat press test: the diameter of the rubber block is 8mm, the pressure speed is 1.2mm/min, the vertical direction is 5kg force flat press the window 3 times, each time for 5 seconds, the screen should display normally.
Screen front flat press test: The entire contact area, the direction of the vertical 25kg force front flat press each side of the tablet computer, for 10 seconds, flat press 3 times, there should be no abnormal.
Earphone plug and remove test: Insert the earphone vertically into the earphone hole, and then pull it out vertically. Repeat this for more than 5000 times
I/O plug and pull test: The tablet is in standby state, and the plug terminal connector is pulled out, a total of more than 5000 times
Pocket friction test: Simulate various materials pocket or backpack, the tablet is repeatedly rubbed in the pocket 2,000 times (friction test will also add some mixed dust particles, including dust particles, yan grass particles, fluff and paper particles for mixing test).
Screen hardness test: hardness greater than class 7 (ASTM D 3363, JIS 5400)
Screen impact test: hit the most vulnerable sides and center of the panel with a force of more than 5㎏
Basic troubleshooting methods for high and low temperature test chambers:
1、 High and low temperature testing equipment. In high temperature testing, if the temperature change does not reach the test temperature value, the electrical system can be checked and the faults can be eliminated one by one. If the temperature rises slowly, you need to check the air circulation system to see if the regulating baffle of the air circulation is open normally. Otherwise, check the motor of the air circulation
Is the operation normal. If the temperature overshoot is severe, it is necessary to adjust the PID setting parameters. If the temperature rises directly and is protected against overheating, the controller will malfunction and the control instrument must be replaced.
2、 When the high and low temperature test equipment suddenly malfunctions during the test operation, the corresponding fault display prompt and audible alarm prompt will appear on the control instrument. The operator can quickly identify which type of fault it belongs to by referring to the troubleshooting chapter in the operation and use of the equipment, and then ask professional personnel to quickly troubleshoot it to ensure the normal progress of the experiment. Other environmental testing equipment may experience other phenomena during use, so it is necessary to analyze and eliminate them specifically. Regular maintenance and upkeep of environmental testing equipment, regular cleaning of the condenser in the refrigeration system, lubrication of moving parts according to the instructions, and regular maintenance and inspection of the electrical control system are essential tasks
3、 If the low temperature of the high and low temperature testing instrument cannot meet the test indicators, then you need to observe the temperature changes, whether the temperature drops very slowly or there is a trend of temperature recovery after reaching a certain value. The former needs to check whether the working chamber is dried before conducting the low temperature test, so that the working chamber can be kept dry before putting the test sample into the working chamber for further testing. If there are too many test samples placed in the working chamber, which prevent the air in the working chamber from fully circulating, after ruling out the above reasons, you need to consider whether it is a fault in the refrigeration system. In this case, you need to hire professional personnel from the Lab Companion manufacturer for maintenance. The latter phenomenon is caused by poor usage environment of the equipment. The temperature and location of the equipment placement (distance between the box and the wall) must meet the requirements (as specified in the equipment operation instructions).
At present, the company's main products include: high and low temperature test chambers, rapid temperature change test chambers, constant temperature and humidity test chambers, and high and low temperature impact test chambers.
Concentrator Solar Cell
A concentrating solar cell is a combination of [Concentrator Photovoltaic]+[Fresnel Lenes]+[Sun Tracker]. Its solar energy conversion efficiency can reach 31% ~ 40.7%, although the conversion efficiency is high, but due to the long sunward time, it has been used in the space industry in the past, and now it can be used in the power generation industry with sunlight tracker, which is not suitable for general families. The main material of concentrating solar cells is gallium arsenide (GaAs), that is, the three five group (III-V) materials. General silicon crystal materials can only absorb the energy of 400 ~ 1,100nm wavelength in the solar spectrum, and the concentrator is different from silicon wafer solar technology, through the multi-junction compound semiconductor can absorb a wider range of solar spectrum energy, and the current development of three-junction InGaP/GaAs/Ge concentrator solar cells can greatly improve the conversion efficiency. The three-junction concentrating solar cell can absorb energy of 300 ~ 1900nm wavelength relative to its conversion efficiency can be greatly improved, and the heat resistance of concentrating solar cells is higher than that of general wafer-type solar cells.
Conduction Zone of Heat
Thermal conductivity
It is the thermal conductivity of a substance, passing from high temperature to low temperature within the same substance. Also known as: thermal conductivity, thermal conductivity, thermal conductivity, heat transfer coefficient, heat transfer, thermal conductivity, thermal conductivity, thermal conductivity, thermal conductivity.
Thermal conductivity formula
k = (Q/t) *L/(A*T) k: thermal conductivity, Q: heat, t: time, L: length, A: area, T: temperature difference in SI units, the unit of thermal conductivity is W/(m*K), in imperial units, is Btu · ft/(h · ft2 · °F)
Heat transfer coefficient
In thermodynamics, mechanical engineering and chemical engineering, the heat conductivity is used to calculate the heat conduction, mainly the heat conduction of convection or the phase transformation between fluid and solid, which is defined as the heat through the unit area per unit time under the unit temperature difference, called the heat conduction coefficient of the substance, if the thickness of the mass of L, the measurement value to be multiplied by L, The resulting value is the coefficient of thermal conductivity, usually denoted as k.
Unit conversion of heat conduction coefficient
1 (CAL) = 4.186 (j), 1 (CAL/s) = 4.186 (j/s) = 4.186 (W).
The impact of high temperature on electronic products:
The rise in temperature will cause the resistance value of the resistor to decrease, but also shorten the service life of the capacitor, in addition, the high temperature will cause the transformer, the performance of the related insulation materials to decrease, the temperature is too high will also cause the solder joint alloy structure on the PCB board to change: IMC thickens, solder joints become brittle, tin whisker increases, mechanical strength decreases, junction temperature increases, the current amplification ratio of transistor increases rapidly, resulting in collector current increases, junction temperature further increases, and finally component failure.
Explanation of proper terms:
Junction Temperature: The actual temperature of a semiconductor in an electronic device. In operation, it is usually higher than the Case Temperature of the package, and the temperature difference is equal to the heat flow multiplied by the thermal resistance. Free convection (natural convection) : Radiation (radiation) : Forced Air(gas cooling) : Forced Liquid (gas cooling) : Liquid Evaporation: Surface Surroundings Surroundings
Common simple considerations for thermal design:
1 Simple and reliable cooling methods such as heat conduction, natural convection and radiation should be used to reduce costs and failures.
2 Shorten the heat transfer path as much as possible, and increase the heat exchange area.
3 When installing components, the influence of radiation heat exchange of peripheral components should be fully considered, and the thermal sensitive devices should be kept away from the heat source or find a way to use the protective measures of the heat shield to isolate the components from the heat source.
4 There should be sufficient distance between the air inlet and the exhaust port to avoid hot air reflux.
5 The temperature difference between the incoming air and the outgoing air should be less than 14 ° C.
6 It should be noted that the direction of forced ventilation and natural ventilation should be consistent as far as possible.
7 Devices with large heat should be installed as close as possible to the surface that is easy to dissipate heat (such as the inner surface of the metal casing, metal base and metal bracket, etc.), and there is good contact heat conduction between the surface.
8 Power supply part of the high-power tube and rectifier bridge pile belong to the heating device, it is best to install directly on the housing to increase the heat dissipation area. In the layout of the printed board, more copper layers should be left on the board surface around the larger power transistor to improve the heat dissipation capacity of the bottom plate.
9 When using free convection, avoid using heat sinks that are too dense.
10 The thermal design should be considered to ensure that the current carrying capacity of the wire, the diameter of the selected wire must be suitable for the conduction of the current, without causing more than the allowable temperature rise and pressure drop.
11 If the heat distribution is uniform, the spacing of the components should be uniform to make the wind flow evenly through each heat source.
12 When using forced convection cooling (fans), place the temperature-sensitive components closest to the air intake.
13 The use of free convection cooling equipment to avoid arranging other parts above the high power consumption parts, the correct approach should be uneven horizontal arrangement.
14 If the heat distribution is not uniform, the components should be sparsely arranged in the area with large heat generation, and the component layout in the area with small heat generation should be slightly denser, or add a diversion bar, so that the wind energy can effectively flow to the key heating devices.
15 The structural design principle of the air inlet: on the one hand, try to minimize its resistance to the air flow, on the other hand, consider dust prevention, and comprehensively consider the impact of the two.
16 Power consumption components should be spaced as far apart as possible.
17 Avoid crowding temperature sensitive parts together or arranging them next to high power consuming parts or hot spots.
18 The use of free convection cooling equipment to avoid arranging other parts above the high power consumption parts, the correct practice should be uneven horizontal arrangement.
IEC-60068-2 Combined Test of Condensation and Temperature and Humidity
Difference of IEC60068-2 damp heat test specifications
In the IEC60068-2 specification, there are a total of five kinds of humid heat tests, in addition to the common 85℃/85%R.H., 40℃/93%R.H. In addition to fixed-point high temperature and high humidity, there are two more special tests [IEC60068-2-30, IEC60068-2-38], these two are alternating wet and humid cycle and temperature and humidity combined cycle, so the test process will change temperature and humidity, and even multiple groups of program links and cycles, applied in IC semiconductors, parts, equipment, etc. To simulate the outdoor condensation phenomenon, evaluate the material's ability to prevent water and gas diffusion, and accelerate the product's tolerance to deterioration, the five specifications were organized into a comparison table of the differences in the wet and heat test specifications, and the test points were explained in detail for the wet and heat combined cycle test, and the test conditions and points of GJB in the wet and heat test were supplemented.
IEC60068-2-30 alternating humid heat cycle test
This test uses the test technique of maintaining humidity and temperature alternating to make moisture penetrate into the sample and cause condensation (condensation) on the surface of the product to be tested, so as to confirm the adaptability of the component, equipment or other products in use, transportation and storage under the combination of high humidity and temperature and humidity cyclic changes. This specification is also suitable for large test samples. If the equipment and the test process need to keep the power heating components for this test, the effect will be better than IEC60068-2-38, the high temperature used in this test has two (40 ° C, 55 ° C), the 40 ° C is to meet most of the world's high temperature environment, while 55 ° C meets all the world's high temperature environment, the test conditions are also divided into [cycle 1, cycle 2], In terms of severity, [Cycle 1] is higher than [Cycle 2].
Suitable for side products: components, equipment, various types of products to be tested
Test environment: the combination of high humidity and temperature cyclic changes produces condensation, and three kinds of environments can be tested [use, storage, transportation ([packaging is optional)]
Test stress: Breathing causes water vapor to invade
Whether power is available: Yes
Not suitable for: parts that are too light and too small
Test process and post-test inspection and observation: check the electrical changes after moisture [do not take out the intermediate inspection]
Test conditions: Humidity: 95%R.H.[Temperature change after high humidity maintenance](low temperature 25±3℃←→ high temperature 40℃ or 55℃)
Rising and cooling rate: heating (0.14℃/min), cooling (0.08 ~ 0.16℃/min)
Cycle 1: Where absorption and respiratory effects are important features, the test sample is more complex [humidity not less than 90%R.H.]
Cycle 2: In the case of less obvious absorption and respiratory effects, the test sample is simpler [humidity is not less than 80%R.H.]
IEC60068-2 damp heat test specification difference comparison table
For component type parts products, a combination test method is used to accelerate the confirmation of the test sample's resistance to degradation under high temperature, high humidity and low temperature conditions. This test method is different from the product defects caused by respiration [dew, moisture absorption] of IEC60068-2-30. The severity of this test is higher than that of other humid heat cycle tests, because there are more temperature changes and [respiration] during the test, the cycle temperature range is larger [from 55℃ to 65℃], and the temperature change rate of the temperature cycle is faster [temperature rise: 0.14 ° C /min becomes 0.38 ° C /min, 0.08 ° C /min becomes 1.16 ° C /min], in addition, different from the general humid heat cycle, the low temperature cycle condition of -10 ° C is added to accelerate the breathing rate and make the water condensed in the gap of the substitute freeze, which is the characteristic of this test specification. The test process allows the power test and the applied load power test, but it can not affect the test conditions (temperature and humidity fluctuation, rising and cooling rate) because of the heating of the side product after power. Due to the change of temperature and humidity during the test process, there can not be condensation water droplets on the top of the test chamber to the side product.
Suitable for side products: components, metal components sealing, lead end sealing
Test environment: combination of high temperature, high humidity and low temperature conditions
Test stress: accelerated breathing + frozen water
Whether it can be powered on: it can be powered on and external electric load (it can not affect the conditions of the test chamber because of power heating)
Not applicable: Can not replace moist heat and alternating humid heat, this test is used to produce defects different from respiration
Test process and post-test inspection and observation: check the electrical changes after moisture [check under high humidity conditions and take out after test]
Test conditions: damp heat cycle (25 please - 65 + 2 ℃ / 93 + / - 3% R.H.) please - low temperature cycle (25 please - 65 + 2 ℃ / 93 + 3% R.H. - - 10 + 2 ℃) X5cycle = 10 cycle
Rising and cooling rate: heating (0.38℃/min), cooling (1.16 ℃/min)
Heat and humidity cycle (25←→65±2℃/93±3%R.H.)
Low temperature cycle (25←→65±2℃/93±3%R.H. →-10±2℃)
GJB150-09 damp heat test
Instructions: The wet and heat test of GJB150-09 is to confirm the ability of equipment to withstand the influence of hot and humid atmosphere, suitable for equipment stored and used in hot and humid environments, equipment prone to high humidity, or equipment that may have potential problems related to heat and humidity. Hot and humid locations can occur throughout the year in the tropics, seasonally in mid-latitudes, and in equipment subjected to combined pressure, temperature and humidity changes, with special emphasis on 60 ° C /95%R.H. This high temperature and humidity does not occur in nature, nor does it simulate the dampness and heat effect after solar radiation, but it can find the parts of the equipment with potential problems, but it cannot reproduce the complex temperature and humidity environment, evaluate the long-term effect, and can not reproduce the humidity impact related to the low humidity environment.
Relevant equipment for condensation, wet freezing, wet heat combined cycle test: constant temperature and humidity test chamber
AEC-Q100- Failure Mechanism Based on Integrated Circuit Stress Test Certification
With the progress of automotive electronic technology, there are many complicated data management control systems in today's cars, and through many independent circuits, to transmit the required signals between each module, the system inside the car is like the "master-slave architecture" of the computer network, in the main control unit and each peripheral module, automotive electronic parts are divided into three categories. Including IC, discrete semiconductor, passive components three categories, in order to ensure that these automotive electronic components meet the highest standards of automotive anquan, the American Automotive Electronics Association (AEC, The Automotive Electronics Council is a set of standards [AEC-Q100] designed for active parts [microcontrollers and integrated circuits...] and [[AEC-Q200] designed for passive components, which specifies the product quality and reliability that must be achieved for passive parts. Aec-q100 is the vehicle reliability test standard formulated by the AEC organization, which is an important entry for 3C and IC manufacturers into the international auto factory module, and also an important technology to improve the reliability quality of Taiwan IC. In addition, the international auto factory has passed the anquan standard (ISO-26262). AEC-Q100 is the basic requirement to pass this standard.
List of automotive electronic parts required to pass AECQ-100:
Automotive disposable memory, Power Supply step-down regulator, Automotive photocoupler, three-axis accelerometer sensor, video jiema device, rectifier, ambient light sensor, non-volatile ferroelectric memory, power management IC, embedded flash memory, DC/DC regulator, Vehicle gauge network communication device, LCD driver IC, Single power Supply differential Amplifier, Capacitive proximity switch Off, high brightness LED driver, asynchronous switcher, 600V IC, GPS IC, ADAS Advanced Driver Assistance System Chip, GNSS Receiver, GNSS front-end amplifier... Let's wait.
AEC-Q100 Categories and Tests:
Description: AEC-Q100 specification 7 major categories a total of 41 tests
Group A- ACCELERATED ENVIRONMENT STRESS TESTS consists of 6 tests: PC, THB, HAST, AC, UHST, TH, TC, PTC, HTSL
Group B- ACCELERATED LIFETIME SIMULATION TESTS consists of three tests: HTOL, ELFR, and EDR
PACKAGE ASSEMBLY INTEGRITY TESTS consists of 6 tests: WBS, WBP, SD, PD, SBS, LI
Group D- DIE FABRICATION RELIABILITY Test consists of 5 TESTS: EM, TDDB, HCI, NBTI, SM
The group ELECTRICAL VERIFICATION TESTS consist of 11 tests, including TEST, FG, HBM/MM, CDM, LU, ED, CHAR, GL, EMC, SC and SER
Cluster F-Defect SCREENING TESTS: 11 tests, including: PAT, SBA
The CAVITY PACKAGE INTEGRITY TESTS consist of 8 tests, including: MS, VFV, CA, GFL, DROP, LT, DS, IWV
Short description of test items:
AC: Pressure cooker
CA: constant acceleration
CDM: electrostatic discharge charged device mode
CHAR: indicates the feature description
DROP: The package falls
DS: chip shear test
ED: Electrical distribution
EDR: non-failure-prone storage durability, data retention, working life
ELFR: Early life failure rate
EM: electromigration
EMC: Electromagnetic compatibility
FG: fault level
GFL: Coarse/fine air leakage test
GL: Gate leakage caused by thermoelectric effect
HBM: indicates the human mode of electrostatic discharge
HTSL: High temperature storage life
HTOL: High temperature working life
HCL: hot carrier injection effect
IWV: Internal hygroscopic test
LI: Pin integrity
LT: Cover plate torque test
LU: Latching effect
MM: indicates the mechanical mode of electrostatic discharge
MS: Mechanical shock
NBTI: rich bias temperature instability
PAT: Process average test
PC: Preprocessing
PD: physical size
PTC: power temperature cycle
SBA: Statistical yield analysis
SBS: tin ball shearing
SC: Short circuit feature
SD: weldability
SER: Soft error rate
SM: Stress migration
TC: temperature cycle
TDDB: Time through dielectric breakdown
TEST: Function parameters before and after stress test
TH: damp and heat without bias
THB, HAST: Temperature, humidity or high accelerated stress tests with applied bias
UHST: High acceleration stress test without bias
VFV: random vibration
WBS: welding wire cutting
WBP: welding wire tension
Temperature and humidity test conditions finishing:
THB(temperature and humidity with applied bias, according to JESD22 A101) : 85℃/85%R.H./1000h/bias
HAST(High Accelerated stress test according to JESD22 A110) : 130℃/85%R.H./96h/bias, 110℃/85%R.H./264h/bias
AC pressure cooker, according to JEDS22-A102:121 ℃/100%R.H./96h
UHST High acceleration stress test without bias, according to JEDS22-A118, equipment: HAST-S) : 110℃/85%R.H./264h
TH no bias damp heat, according to JEDS22-A101, equipment: THS) : 85℃/85%R.H./1000h
TC(temperature cycle, according to JEDS22-A104, equipment: TSK, TC) :
Level 0: -50℃←→150℃/2000cycles
Level 1: -50℃←→150℃/1000cycles
Level 2: -50℃←→150℃/500cycles
Level 3: -50℃←→125℃/500cycles
Level 4: -10℃←→105℃/500cycles
PTC(power temperature cycle, according to JEDS22-A105, equipment: TSK) :
Level 0: -40℃←→150℃/1000cycles
Level 1: -65℃←→125℃/1000cycles
Level 2 to 4: -65℃←→105℃/500cycles
HTSL(High temperature storage life, JEDS22-A103, device: OVEN) :
Plastic package parts: Grade 0:150 ℃/2000h
Grade 1:150 ℃/1000h
Grade 2 to 4:125 ℃/1000h or 150℃/5000h
Ceramic package parts: 200℃/72h
HTOL(High temperature working life, JEDS22-A108, equipment: OVEN) :
Grade 0:150 ℃/1000h
Class 1:150℃/408h or 125℃/1000h
Grade 2:125℃/408h or 105℃/1000h
Grade 3:105℃/408h or 85℃/1000h
Class 4:90℃/408h or 70℃/1000h
ELFR(Early Life failure Rate, AEC-Q100-008) : Devices that pass this stress test can be used for other stress tests, general data can be used, and tests before and after ELFR are performed under mild and high temperature conditions.
Temperature Cycling Test
Temperature Cycling, in order to simulate the temperature conditions encountered by different electronic components in the actual use environment, changing the ambient temperature difference range and rapid rise and fall temperature change can provide a more stringent test environment, but it must be noted that additional effects may be caused to material testing. For the relevant international standard test conditions of temperature cycle test, there are two ways to set the temperature change. Macroshow Technology provides an intuitive setting interface, which is convenient for users to set according to the specification. You can choose the total Ramp time or set the rise and cooling rate with the temperature change rate per minute.
List of international specifications for temperature cycling tests:
Total Ramp time (min) : JESD22-A104, MIL-STD-8831, CR200315
Temperature variation per minute (℃/min) : IEC 60749, IPC-9701, Bellcore-GR-468, MIL-2164
Example: Lead-free solder joint reliability test
Instructions: For the reliability test of lead-free solder joints, different test conditions will also be different in terms of the temperature change setting mode. For example, (JEDEC JESD22-A104) will specify the temperature change time with the total time [10min], while other conditions will specify the temperature change rate with [10℃/ min], such as from 100 ℃ to 0℃. With a temperature change of 10 degrees per minute, that is to say, the total temperature change time is 10 minutes.
100℃ [10min]←→0℃[10min], Ramp: 10℃/ min, 6500cycle
-40℃[5min]←→125℃ [5min], Ramp: 10min,
200cycle check once, 2000cycle tensile test [JEDEC JESD22-A104]
-40℃(15min)←→125℃(15min), Ramp: 15min, 2000cycle
Example: LED Automotive lighting (High Power LED)
The temperature cycle test condition of LED car lights is -40 ° C to 100 ° C for 30 minutes, the total temperature change time is 5 minutes, if converted into temperature change rate, it is 28 degrees per minute (28 ° C /min).
Test conditions: -40℃(30min)←→100℃(30min), Ramp: 5min
Zuverlässige Umweltprüfgeräte kombiniert mit mehrspurigen Temperaturkontroll- und ErkennungsanwendungenZu den Umwelttestgeräten gehören eine Testkammer für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, eine Testkammer für Heiß- und Kälteschocks, eine Testkammer für Temperaturzyklen und ein Ofen ohne Wind. Diese Testgeräte befinden sich alle in einer simulierten Umgebung, in der Temperatur und Feuchtigkeit auf das Produkt einwirken, um dies herauszufinden Bei der Konstruktion, Produktion, Lagerung, dem Transport und dem Verwendungsprozess können Produktmängel auftreten. Bisher wurde nur die Lufttemperatur im Testbereich simuliert. In den neuen internationalen Standards und den neuen Testbedingungen der internationalen Fabrik basieren die Anforderungen jedoch auf der Lufttemperatur ist nicht. Es handelt sich um die Oberflächentemperatur des Testprodukts. Darüber hinaus sollte die Oberflächentemperatur auch während des Testprozesses für die Nachanalyse gemessen und synchron aufgezeichnet werden. Die entsprechenden Umweltprüfgeräte sollten mit der Oberflächentemperaturkontrolle kombiniert werden und die Anwendung der Oberflächentemperaturmessung wird wie folgt zusammengefasst. Testkammer-Testtisch mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Temperaturerkennungsanwendung: Beschreibung: Prüfkammer mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Prüfprozess, kombiniert mit mehrspuriger Temperaturerkennung, hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Kondensation (Kondensation), kombinierter Temperatur und Luftfeuchtigkeit, langsamer Temperaturzyklus ... Während des Prüfvorgangs ist der Sensor Wird auf der Oberfläche des Testprodukts angebracht und kann zur Messung der Oberflächentemperatur oder der Innentemperatur des Testprodukts verwendet werden. Durch dieses mehrspurige Temperaturerfassungsmodul können die eingestellten Bedingungen, die tatsächliche Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Oberflächentemperatur des Testprodukts sowie die gleiche Messung und Aufzeichnung in eine synchrone Kurvendatei zur anschließenden Speicherung und Analyse integriert werden.Anwendungen zur Kontrolle und Erkennung der Oberflächentemperatur der Thermoschock-Testkammer: [Verweilzeit basierend auf der Oberflächentemperaturkontrolle], [Messaufzeichnung der Oberflächentemperatur des Temperaturschockprozesses] Beschreibung: Der 8-Schienen-Temperatursensor wird an der Oberfläche des Testprodukts angebracht und auf den Temperaturschockprozess angewendet. Die Verweilzeit kann entsprechend dem Erreichen der Oberflächentemperatur rückwärts gezählt werden. Während des Aufprallvorgangs können die Setzbedingungen, die Prüftemperatur, die Oberflächentemperatur des Prüfprodukts sowie die gleiche Messung und Aufzeichnung in eine synchrone Kurve integriert werden.Anwendung zur Steuerung und Erkennung der Oberflächentemperatur der Temperaturzyklustestkammer: [Die Temperaturvariabilität und Verweilzeit des Temperaturzyklus werden entsprechend der Oberflächentemperatur des Testprodukts gesteuert.] Beschreibung: Der Temperaturzyklustest unterscheidet sich vom Temperaturschocktest. Der Temperaturschocktest nutzt die maximale Energie des Systems, um Temperaturänderungen zwischen hohen und niedrigen Temperaturen durchzuführen, und seine Temperaturänderungsrate beträgt bis zu 30 ~ 40℃/min. Der Temperaturzyklustest erfordert einen Prozess mit hohen und niedrigen Temperaturänderungen, dessen Temperaturvariabilität eingestellt und gesteuert werden kann. Die neue Spezifikation und die Testbedingungen internationaler Hersteller erfordern jedoch mittlerweile, dass sich die Temperaturvariabilität auf die Oberflächentemperatur des Testprodukts bezieht, nicht auf die Lufttemperatur, und die Temperaturvariabilitätskontrolle der aktuellen Temperaturzyklusspezifikation. Laut Testprodukt sind die Oberflächenspezifikationen [JEDEC-22A-104F, IEC60749-25, IPC9701, ISO16750, AEC-Q100, LV124, GMW3172]... Darüber hinaus kann auch die Verweilzeit von hohen und niedrigen Temperaturen zugrunde gelegt werden die Testoberfläche und nicht die Lufttemperatur.Anwendungen zur Kontrolle und Erkennung der Oberflächentemperatur der Temperatur-Zyklus-Stress-Screening-Prüfkammer: Anweisungen: Temperaturzyklus-Stress-Screening-Testmaschine, kombiniert mit Multi-Rail-Temperaturmessung. Bei der Temperaturvariabilität des Stress-Screenings können Sie zusätzlich [Lufttemperatur] oder [Oberflächentemperatur des Testprodukts] verwenden, um die Temperaturvariabilität zu steuern. Im Hoch- und Niedertemperatur-Residentprozess kann der Zeitreziprokwert auch entsprechend der Oberfläche des Testprodukts gesteuert werden. In Übereinstimmung mit den relevanten Spezifikationen (GJB1032, IEST) und den Anforderungen internationaler Organisationen, gemäß der Definition von GJB1032 im Stress-Screening-Verweilzeit- und Temperaturmesspunkt, 1. Die Anzahl der am Produkt befestigten Thermoelemente darf nicht geringer sein als 3, und der Temperaturmesspunkt des Kühlsystems darf nicht weniger als 6 betragen, 2. Stellen Sie sicher, dass die Temperatur von 2/3 Thermoelementen am Produkt zusätzlich auf ±10℃ eingestellt ist, entsprechend den Anforderungen von IEST(International). (Association for Environmental Science and Technology) sollte die Verweilzeit der Temperaturstabilisierungszeit plus 5 Minuten oder der Leistungstestzeit entsprechen. Anwendung zur Oberflächentemperaturerkennung im Ofen ohne Luft (natürliche Konvektionsprüfkammer): Beschreibung: Durch die Kombination eines windstillen Ofens (Testkammer mit natürlicher Konvektion) und eines mehrspurigen Temperaturerkennungsmoduls wird die Temperaturumgebung ohne Lüfter (natürliche Konvektion) erzeugt und der entsprechende Temperaturerkennungstest integriert. Diese Lösung kann auf den tatsächlichen Umgebungstemperaturtest elektronischer Produkte angewendet werden (z. B.: Cloud-Server, 5G, Innenraum von Elektrofahrzeugen, Innenraum ohne Klimaanlage, Solarwechselrichter, großer LCD-Fernseher, Heim-Internet-Sharer, Büro 3C, Laptop, Desktop). , Spielekonsole usw.).
Vergleich der Testkammer mit natürlicher Konvektion, der Testkammer mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit und dem HochtemperaturofenAnweisungen:Audiovisuelle Heimunterhaltungsgeräte und Automobilelektronik gehören zu den Schlüsselprodukten vieler Hersteller, und das Produkt im Entwicklungsprozess muss die Anpassungsfähigkeit des Produkts an Temperatur und elektronische Eigenschaften bei verschiedenen Temperaturen simulieren. Wenn jedoch ein allgemeiner Ofen oder eine Wärme- und Feuchtigkeitskammer zur Simulation der Temperaturumgebung verwendet wird, verfügt entweder der Ofen oder die Wärme- und Feuchtigkeitskammer über einen Testbereich, der mit einem Umwälzventilator ausgestattet ist, sodass es im Testbereich zu Problemen mit der Windgeschwindigkeit kommt.Während des Tests wird die Temperaturgleichmäßigkeit durch die Rotation des Umwälzventilators ausgeglichen. Obwohl durch die Windzirkulation eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Testbereich erreicht werden kann, wird die Wärme des zu testenden Produkts auch durch die zirkulierende Luft abgeführt, was in der windfreien Einsatzumgebung erheblich zu Unstimmigkeiten mit dem tatsächlichen Produkt führt (z. B. Wohnzimmer, Innenbereich).Aufgrund des Verhältnisses der Windzirkulation beträgt der Temperaturunterschied des zu prüfenden Produkts nahezu 10℃. Um die tatsächliche Nutzung von Umgebungsbedingungen zu simulieren, werden viele Menschen missverstehen, dass nur die Testkammer Temperatur erzeugen kann (z. B. Ofen, Luftfeuchtigkeitskammer mit konstanter Temperatur) und natürliche Konvektionstests durchführen kann. Tatsächlich ist dies nicht der Fall. In der Spezifikation werden besondere Anforderungen an die Windgeschwindigkeit gestellt und eine Testumgebung ohne Windgeschwindigkeit gefordert. Durch die Testausrüstung und Software für natürliche Konvektion wird die Temperaturumgebung ohne Durchgang durch den Lüfter (natürliche Konvektion) erzeugt und der Testintegrationstest zur Temperaturerkennung des zu testenden Produkts durchgeführt. Diese Lösung kann für Heimelektronik oder reale Umgebungstemperaturtests in engen Räumen (z. B. große LCD-Fernseher, Autocockpits, Automobilelektronik, Laptops, Desktops, Spielekonsolen, Stereoanlagen usw.) verwendet werden.Testspezifikation für ungezwungene Luftzirkulation: IEC-68-2-2, GB2423.2, GB2423.2-89 3.31 Der Unterschied zwischen der Testumgebung mit oder ohne Windzirkulation und dem Test der zu testenden Produkte:Anweisungen:Wenn das zu prüfende Produkt nicht mit Strom versorgt wird, erwärmt sich das zu prüfende Produkt nicht selbst, seine Wärmequelle nimmt nur die Luftwärme im Prüfofen auf, und wenn das zu prüfende Produkt mit Strom versorgt und erhitzt wird, wird die Windzirkulation im Ofen erzeugt Der Prüfofen entzieht dem zu prüfenden Produkt die Wärme. Mit jeder Zunahme der Windgeschwindigkeit um 1 Meter verringert sich die Wärme um etwa 10 %. Angenommen, die Temperatureigenschaften elektronischer Produkte in einer Innenumgebung ohne Klimaanlage zu simulieren. Wenn ein Ofen oder ein Luftbefeuchter mit konstanter Temperatur verwendet wird, um 35 °C zu simulieren, kann die Umgebung zwar durch elektrische Heizung und Kompressor auf 35 °C geregelt werden, die Windzirkulation des Ofens und der Wärme- und Befeuchtungstestkammer führt jedoch die Wärme ab des zu testenden Produkts. Damit ist die tatsächliche Temperatur des zu prüfenden Produkts niedriger als die Temperatur im realen windstillen Zustand. Es ist notwendig, eine Testkammer mit natürlicher Konvektion ohne Windgeschwindigkeit zu verwenden, um die tatsächliche windstille Umgebung effektiv zu simulieren (Innenraum, kein Startauto-Cockpit, Instrumentenchassis, wasserdichte Außenkammer ... Solche Umgebung).Vergleichstabelle der Windgeschwindigkeit und des zu testenden IC-Produkts:Beschreibung: Wenn die Umgebungswindgeschwindigkeit höher ist, entzieht die IC-Oberflächentemperatur aufgrund des Windzyklus auch die IC-Oberflächenwärme, was dazu führt, dass die Windgeschwindigkeit schneller und die Temperatur umso niedriger ist.
Vergleich von Klimatest und UmwelttestKlimaumgebungstest – Prüfkammer für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, Prüfkammer für hohe und niedrige Temperatur, Kälte- und Heißschockprüfkammer, Testkammer für Nass- und Wärmewechsel, Prüfkammer für schnelle Temperaturänderungen, Prüfkammer für lineare Temperaturänderungen, begehbare konstante Temperatur und Feuchtigkeitsprüfkammer usw. Sie alle beinhalten eine Temperaturregelung.Da mehrere Temperaturkontrollpunkte zur Auswahl stehen, bietet die Klimakammer-Temperaturkontrollmethode auch drei Lösungen: Einlasstemperaturkontrolle, Produkttemperaturkontrolle und „Kaskaden“-Temperaturkontrolle. Bei den ersten beiden handelt es sich um eine Einpunkt-Temperaturregelung und bei der dritten handelt es sich um eine Zwei-Parameter-Temperaturregelung.Die Methode der Einzelpunkt-Temperaturregelung ist sehr ausgereift und weit verbreitet.Die meisten frühen Steuerungsmethoden waren „Ping-Pong“-Schaltersteuerungen, die allgemein als Heizen bei Kälte und Kühlen bei Hitze bekannt sind. Dieser Steuermodus ist ein Feedback-Steuermodus. Wenn die Temperatur des zirkulierenden Luftstroms höher als die eingestellte Temperatur ist, wird das elektromagnetische Kühlventil geöffnet, um dem zirkulierenden Luftstrom Kältevolumen zuzuführen und die Temperatur des Luftstroms zu senken. Andernfalls wird der Leistungsschalter der Heizeinrichtung eingeschaltet, um den Umluftstrom direkt zu erwärmen. Erhöhen Sie die Temperatur des Luftstroms. Dieser Steuermodus erfordert, dass sich das Kühlgerät und die Heizkomponenten der Prüfkammer immer in einem Standby-Betriebszustand befinden, was nicht nur viel Energie verschwendet, sondern auch, dass sich der gesteuerte Parameter (Temperatur) immer in einem „Oszillationszustand“ befindet Die Regelgenauigkeit ist nicht hoch.Mittlerweile wird das Einpunkt-Temperaturregelungsverfahren größtenteils auf das universelle Proportional-Differential-Integral-Regelverfahren (PID) umgestellt, das eine kontrollierte Temperaturkorrektur entsprechend der vergangenen Änderung des geregelten Parameters (Integralregelung) und des Änderungstrends (Differenzregelung) ermöglichen kann ), was nicht nur Energie spart, sondern auch die „Schwingungs“-Amplitude klein und die Regelgenauigkeit hoch ist.Bei der Zweiparameter-Temperaturregelung werden gleichzeitig der Temperaturwert des Lufteinlasses der Testkammer und der Temperaturwert in der Nähe des Produkts erfasst. Der Lufteinlass der Testkammer befindet sich sehr nahe an der Installationsposition des Verdampfers und der Heizung im Luftmodulationsraum und seine Größe spiegelt direkt das Ergebnis der Luftmodulation wider. Die Verwendung dieses Temperaturwerts als Regelparameter hat den Vorteil, dass die Zustandsparameter der Umluft schnell moduliert werden können.Der Temperaturwert in der Nähe des Produkts gibt die tatsächlichen Temperaturumgebungsbedingungen an, denen das Produkt ausgesetzt ist, was die Anforderung der Umwelttestspezifikation ist. Die Verwendung dieses Temperaturwerts als Parameter der Rückkopplungssteuerung kann die Wirksamkeit und Glaubwürdigkeit des Temperatur-Umwelttests sicherstellen, sodass dieser Ansatz die Vorteile beider und die Anforderungen des tatsächlichen Tests berücksichtigt. Die Dual-Parameter-Temperaturregelungsstrategie kann eine unabhängige „Time-Sharing-Steuerung“ der beiden Gruppen von Temperaturdaten sein, oder die gewichteten zwei Temperaturwerte können gemäß einem bestimmten Gewichtungskoeffizienten als Rückkopplungssteuersignal zu einem Temperaturwert kombiniert werden. und der Wert des Gewichtungskoeffizienten hängt von der Größe der Testkammer, der Windgeschwindigkeit des zirkulierenden Luftstroms, der Größe der Temperaturänderungsrate, der Wärmeabgabe der Produktarbeit und anderen Parametern ab.Da die Wärmeübertragung ein komplexer dynamischer physikalischer Prozess ist und stark von den atmosphärischen Umgebungsbedingungen rund um die Testkammer, dem Arbeitszustand der getesteten Probe selbst und der Komplexität der Struktur beeinflusst wird, ist es schwierig, ein perfektes mathematisches Modell dafür zu erstellen die Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle der Prüfkammer. Um die Stabilität und Genauigkeit der Steuerung zu verbessern, werden Theorie und Methode der Fuzzy-Logik-Steuerung in die Steuerung einiger Temperaturprüfkammern eingeführt. Im Steuerungsprozess wird die Denkweise des Menschen simuliert und die prädiktive Steuerung übernommen, um das Temperatur- und Feuchtigkeitsfeld im Raum schneller zu steuern.Im Vergleich zur Temperatur ist die Auswahl der Feuchtemess- und Kontrollpunkte relativ einfach. Während der Zirkulation der gut regulierten feuchten Luft in die Testkammer mit hohem und niedrigem Temperaturzyklus ist der Austausch von Wassermolekülen zwischen der feuchten Luft und dem Prüfling sowie den vier Wänden der Testkammer sehr gering. Solange die Temperatur der Umluft stabil ist, ist der Umluftstrom vom Eintritt in die Prüfkammer bis zum Austritt aus der Prüfkammer im Prozess. Der Feuchtigkeitsgehalt feuchter Luft ändert sich kaum. Daher ist der Wert der relativen Luftfeuchtigkeit der erfassten Luft an jedem Punkt des Umluftströmungsfelds in der Prüfbox, beispielsweise am Einlass, im Mittelstrom des Strömungsfelds oder am Rückluftauslass, grundsätzlich gleich. Aus diesem Grund ist in vielen Prüfkammern, die zur Messung der Luftfeuchtigkeit die Nass- und Trockenkugelmethode verwenden, der Nass- und Trockenkugelsensor am Rückluftauslass der Prüfkammer installiert. Darüber hinaus ist der Feucht- und Trockenkugelsensor, der zur Messung und Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit verwendet wird, aufgrund des strukturellen Designs der Prüfbox und der Wartungsfreundlichkeit bei der Verwendung am Rücklufteinlass angebracht, um eine einfache Installation zu ermöglichen, und hilft auch beim regelmäßigen Austausch der Nassluft Glühbirnengaze und reinigen Sie den Temperaturmesskopf des Widerstands PT100 und entsprechend den Anforderungen des GJB150.9A Nasshitzetests 6.1.3. Die Windgeschwindigkeit, die durch den Feuchtkugelsensor strömt, sollte nicht weniger als 4,6 m/s betragen. Der Feuchtkugelsensor mit kleinem Lüfter ist zur einfacheren Wartung und Verwendung am Rückluftauslass installiert.
Bellcore GR78-CORE ist eine der Spezifikationen, die bei der frühen Messung des Oberflächenisolationswiderstands verwendet wurden (z. B. IPC-650). Die relevanten Vorsichtsmaßnahmen in diesem Test sind als Referenz für das Personal zusammengestellt, das diesen Test durchführen muss, und wir können uns auch ein vorläufiges Verständnis dieser Spezifikation verschaffen.Testzweck:Prüfung des Oberflächenisolationswiderstands1. Testkammer mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit: Die minimalen Testbedingungen sind 35 °C ± 2 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit, 85 ± 2 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit.2. Ionenmigrationsmesssystem: Damit der Isolationswiderstand des Teststromkreises unter diesen Bedingungen gemessen werden kann, kann ein Netzteil 10 V DC / 100 μA liefern. Testablauf:A. Das Testobjekt wird nach 24 Stunden bei 23 °C (73,4 °F)/50 % relativer Luftfeuchtigkeit getestet. UmfeldB. Platzieren Sie begrenzte Testmuster auf einem geeigneten Gestell und halten Sie die Testschaltkreise mindestens 0,5 Zoll voneinander entfernt, ohne den Luftstrom zu behindern, und stellen Sie das Gestell bis zum Ende des Experiments in den Ofen.C. Platzieren Sie das Regal in der Mitte der Testkammer für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, richten Sie die Testplatine parallel zum Luftstrom in der Kammer aus und führen Sie die Leitung zur Außenseite der Kammer, sodass die Verkabelung weit vom Teststromkreis entfernt ist .D. Schließen Sie die Ofentür und stellen Sie die Temperatur auf 35 ±2 °C, mindestens 85 % r.F. ein. und lassen Sie den Ofen mehrere Stunden lang stabilisierene. Nach 4 Tagen wird der Isolationswiderstand gemessen und der Messwert wird periodisch zwischen 1 und 2,2 und 3,3 und 4, 4 und 5 unter Verwendung einer angelegten Spannung von 45 ~ 100 Vdc aufgezeichnet. Unter den Testbedingungen sendet der Test nach 1 Minute die gemessene Spannung an den Stromkreis. 2 und 4 liegen periodisch auf identischem Potential. Und 5 periodisch auf entgegengesetzten Potentialen.F. Diese Bedingung gilt nur für transparente oder durchscheinende Materialien wie Lötstopplacke und Schutzbeschichtungen.G. Bei mehrschichtigen Leiterplatten, die für die Prüfung des Isolationswiderstands erforderlich sind, wird für die Prüfung des Isolationswiderstands von Schaltungsprodukten nur das normale Verfahren verwendet. Zusätzliche Reinigungsvorgänge sind nicht zulässig. Zugehörige Testkammer: Temperatur- und FeuchtigkeitskammerMethode zur Konformitätsbestimmung:1. Nach Abschluss des Elektronenmigrationstests wird die Testprobe aus dem Testofen entfernt, von hinten beleuchtet und bei 10-facher Vergrößerung getestet. Es wird festgestellt, dass das Phänomen der Elektronenmigration (Filamentwachstum) nicht um mehr als das 20-fache reduziert wird % zwischen den Leitern.2. Klebstoffe werden nicht als Grundlage für eine erneute Veröffentlichung verwendet, wenn die Einhaltung der Testmethode 2.6.11 von IPC-TM-650[8] zur Prüfung des Aussehens und der Oberfläche Stück für Stück bestimmt wird.Der Isolationswiderstand entspricht nicht den Anforderungen aus folgenden Gründen:1. Verunreinigungen verschweißen die Zellen wie Drähte auf der isolierenden Oberfläche des Substrats oder werden vom Wasser des Testofens (der Testkammer) abgeworfen.2. Unvollständig geätzte Schaltkreise verringern den Isolationsabstand zwischen Leitern um mehr als die zulässigen Designanforderungen3. Die Isolierung zwischen den Leitern scheuert, bricht oder beschädigt sie erheblich
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