Nu există o singură categorie de "echipamente de testare a fiabilității electronice".
Un laborator de fiabilitate pentru laptopuri poate conține o cameră ambientală, un sistem de vibrații, o mașină de șoc, un tester de forță a conectorului și un tester de cuplu pentru balamale. Un laborator de semiconductori poate acorda mult mai multă atenție ciclului termic și monitorizării electrice. Un laborator de electronică auto poate plasa vibrațiile, șocurile și temperatura în fruntea listei.
Așadar, producătorii de mai jos nu sunt zece companii care produc aceeași mașină.
Ele reprezintă părți diferite ale peisajului testării fiabilității. Unii sunt specialiști în mediu. Unele sunt cele mai puternice la testarea vibrațiilor sau mecanică. Altele acoperă mai multe discipline de probă fizică.
Pentru cumpărători, această distincție este mai utilă decât o simplă clasare a brandului.
10 producători dintr-o privire
| Producător | Unde este cea mai puternică | Potrivirea tipică |
|---|---|---|
| ESPEC | Camere de mediu, cicluri termice, HALT/HASS | Fiabilitatea mediului în electronică |
| Termotron | Sisteme de mediu + vibrații | Laboratoare combinate de mediu/dinamică |
| Weiss Technik | Simulare de mediu | Programe de fiabilitate intensivă în climă |
| IMV | Testarea vibrațiilor | Fiabilitate dinamică |
| Soluții ETS | Sisteme de vibrații și șocuri | Electronică / testare dinamică auto |
| Instron | Forța și caracterizarea mecanică | Componente și ansambluri |
| Chroma ATE | Testare electrică și funcțională | Semiconductori / putere / electronică |
| Instrumente de testare SUGA | Durabilitatea materialului și a mediului | Acoperiri, suprafețe, materiale |
| Haida | Gama largă de echipamente de laborator | Laboratoare cu scop general |
| ITM-LAB | Testare de mediu + dinamică + mecanică + durabilitate | Laboratoare de fiabilitate electronică multi-sistem |
Aceasta nu este o clasare de la cel mai bun la cel mai slab. Lista scurtă utilă depinde de ce trebuie să testezi.
1. ESPEC
ESPEC este unul dintre numele evidente de luat în considerare atunci când cerința este în principal de mediu.
Temperatura, umiditatea, ciclurile termice și șocul termic sunt părți centrale ale portofoliului său. Qualmark face parte și din grupul ESPEC, adăugând capabilități HALT/HASS pentru echipele care doresc să depășească limitele normale de calificare și să identifice slăbiciunile mai devreme în dezvoltare.
Unde ESPEC iese în evidență: simularea mediului și fiabilitatea accelerată.
Pentru un laborator dominat de teste climatice, ESPEC este o companie logică de inclus în lista RFQ.
2. Termotron
Termotronul este interesant pentru că depășește granița dintre testarea de mediu și cea dinamică.
Compania furnizează camere de mediu, precum și sisteme de vibrație electrodinamică, iar sistemele sale AGREE sunt proiectate pentru aplicații combinate de temperatură, umiditate și vibrații.
Asta contează mai mult decât pare.
O PCB poate trece prin cicluri de temperatură și vibrații separat, dar se comportă diferit atunci când expansiunea termică și excitația mecanică au loc împreună.
Prin urmare, termotronul are un sens deosebit pentru laboratoarele unde testele de mediu și cele de vibrație trebuie să coexiste sau să fie combinate.
3. Weiss Technik
Weiss Technik este în principal un furnizor de simulări de mediu în contextul fiabilității electronice.
Gama sa de echipamente acoperă testarea temperaturii și umidității, ciclurile termice, șocurile termice și condiții de mediu mai specializate.
Aș pune Weiss pe lista scurtă când testarea climatică reprezintă un procent mare din volumul de muncă al laboratorului, mai ales când DUT-ul variază de la ansambluri electronice mici până la sisteme integrate mai mari.
Rolul său aici este simplu: simularea mediului este specialitatea.
4. IMV
IMV este un tip diferit de companie față de cele trei de mai sus.
Puterea sa este vibrația.
Pentru un inginer electronist care investighează rezonanța PCB-urilor, intermitența conectorilor, oboseala de lipituri sau răspunsul structural la vibrații aleatorii, această specializare contează mai mult decât un catalog care acoperă zece categorii de testare fără legătură.
Un sistem de vibrații trebuie, de asemenea, evaluat ca un sistem — nu doar prin forța de vibrație. Masa dispozitivului, masa DUT, deplasarea, viteza, accelerația și PSD-ul necesar influențează dacă testul specificat poate fi efectiv efectuat.
Dacă vibrația este o parte majoră a programului de validare, IMV merită pe lista scurtă.
5. Soluții ETS
Soluțiile ETS ocupă un spațiu similar de testare dinamică, cu sisteme de vibrații și șocuri pentru electronică, aplicații auto și alte aplicații de fiabilitate.
Comparația utilă aici de obicei nu este:
Care shaker are numărul de forță mai mare?
Este:
Poate shaker-ul + amplificatorul + controlerul + dispozitivul de iluminare să reproducă profilul necesar cu sarcina utilă reală?
Aceasta este întrebarea inginerească care contează.
Prin urmare, soluțiile ETS sunt cele mai relevante pentru laboratoarele cu o sarcină substanțială de vibrații și șocuri.
6. Instron
Instron nu concurează direct cu o companie de camere de mediu și tocmai de aceea merită să fie pe această listă.
Fiabilitatea electronică implică și întrebări mecanice:
- Câtă forță trage un conector sau un component dintr-un ansamblu?
- Ce încărcătură deteriorează o carcasă?
- Cât de rezistentă este o îmbinare adezivă?
- Cum răspunde un PCB la îndoire?
- Ce se întâmplă cu o componentă aflată sub compresie?
Soluțiile de testare electronică și microelectronică ale Instron acoperă aplicații de tracțiune, compresie, îndoire, cojire și forfecare pe o gamă largă de niveluri de forță.
Pentru caracterizarea mecanică, Instron rămâne un furnizor specializat, nu general, de echipamente de fiabilitate.
7. Chroma ATE
Chroma reprezintă o altă parte a problemei de fiabilitate: comportamentul electric și funcțional.
O cameră de temperatură îți arată mediul.
Un shaker îți arată intrarea mecanică.
Niciunul nu îți spune automat dacă o șină de alimentare s-a defectat, comunicarea a eșuat sau performanța electrică a fost afectată în timpul testului.
Portofoliul mai larg al Chroma acoperă semiconductori, electronică de putere, baterii și alte aplicații de testare electronică.
Pentru multe programe electronice, echipamentele fizice de tensiune și echipamentele electrice de testare funcționează împreună, nu se înlocuiesc reciproc.
8. Instrumente de testare SUGA
SUGA devine relevant atunci când problema se mută de la circuit însuși la materialele din jurul său.
Gândește-te la contacte placate, acoperiri, carcase din polimer, afișaje și finisaje de suprafață.
Aceste materiale se pot degrada cu mult înainte ca un produs să sufere o defecțiune mecanică dramatică, iar degradarea poate afecta în cele din urmă performanța electrică sau mecanică.
Rezistența SUGA este, prin urmare, cel mai bine descrisă ca testare a durabilității materialelor, suprafeței și mediului.
Este o potrivire mai specializată decât un furnizor general de fiabilitate în electronică, dar utilă pentru laboratorul potrivit.
9. Haida
Haida adoptă abordarea unui catalog larg, acoperind mai multe categorii de teste de mediu și mecanice.
Acest lucru poate face achiziția mai ușoară pentru un laborator cu scop general care necesită mai multe tipuri de echipamente de la mai puțini furnizori.
Dar cu un furnizor larg, tot aș evalua fiecare sistem independent.
Un catalog mare nu îți spune dacă o anumită cameră poate suporta încărcătura termică DUT, dacă un sistem de vibrații poate rula profilul încărcat sau dacă un tester de forță are intervalul de măsurare și dispozitivul potrivit.
Amploarea este utilă. Capacitatea de testare trebuie totuși verificată mașină cu mașină.
10. ITM-LAB
ITM-LAB este, de asemenea, un furnizor larg, dar poziția sa utilă în fiabilitatea electronică este mai specifică: testarea fiabilității fizice în mai multe categorii de stres.
În loc să te uiți la catalogul de produse mașină cu mașină, este mai ușor să vezi gama într-un program tipic de validare electronică.
Mediu
Testarea temperaturii și umidității este acoperită de familiile GDW / GDJS.
Acolo unde sunt necesare tranziții mai rapide de temperatură, configurațiile KTB acoperă viteze de 5, 10 și 15°C/min.
Pentru temperatură combinată cu presiune sau altitudine redusă, sistemele GDJZ extind partea de mediu a laboratorului.
Vibrație, șoc și cădere
Seria RS-V acoperă vibrațiile aleatorii.
RS-6150 este folosit pentru șocuri mecanice.
Seria RS-DP acoperă aplicații controlate și cu cădere repetată.
Aceste sisteme abordează evenimente diferite; un tester de cădere nu este un substitut pentru o mașină de șoc, iar o mașină de șoc nu este un substitut pentru un vibrator vibrațional.
Forță și testare mecanică
Pentru testarea componentelor și a forțelor de asamblare, gama UTM a ITM-LAB acoperă:
RS-8010A — 50 N până la 5 kN
RS-8000 — 10 până la 50 kN
RS-8000A — 100 până la 300 kN
Aceasta acoperă lucrări care variază de la electronică relativ redusă și testarea componentelor până la teste structurale mult mai grele.
Conectori, balamale și mecanisme
Acesta este un domeniu în care portofoliul de electronică ITM-LAB devine mai specific.
RS-6600A este proiectat în jurul inserției, extragerii și testării de retenție a conectorilor, cu date sincronizate forță-deplasare.
Seria RS-6300 acoperă aplicații de cuplu, inclusiv balamale și mecanisme rotative.
Există, de asemenea, sisteme dedicate pentru teste repetate de butoane, atingere, pliere, rotire și alte teste de durabilitate la nivel de dispozitiv.
Acest lucru oferă ITM-LAB o poziție utilă atunci când proiectul nu este doar "cumpără o cameră de mediu", ci ceva mai apropiat de:
Construim un laborator de fiabilitate electronică și trebuie să acoperim mai multe moduri fizice de defectare.
Un laptop este un exemplu bun
Ia un laptop ca DUT.
Planul de fiabilitate ar putea arăta cam așa:
| De ce ne îngrijorăm? | Test |
|---|---|
| Oboseala plăcilor PCB / lipituri | Ciclul temperaturii |
| Sensibilitate la umiditate | Temperatură + umiditate |
| Vibrație de transport / operare | Vibrație aleatorie |
| Impact mecanic | Șoc |
| Uzura portului USB | Cicluri de inserție / extragere |
| Degradarea balamalei | Testarea cuplului / durata de viață |
| Rezistența locuințelor | Testarea forțelor controlate |
Nicio mașină nu răspunde la toate cele șapte întrebări.
Și acesta este principalul motiv pentru care varietatea produselor ITM-LAB contează.
Avantajul nu este pur și simplu să ai mai multe modele de echipament. Este capacitatea de a configura sisteme de mediu, dinamice, mecanice și de durabilitate de interfață în jurul aceluiași produs electronic.
Un aspect pe care inginerii nu ar trebui să-l ignore: inputul de testare nu este răspuns DUT
Aici specificațiile echipamentelor pot deveni înșelătoare.
Dacă aerul din cameră ajunge la −40°C, PCB-ul nu atinge instantaneu −40°C.
Dacă o masă de vibrație este controlată la 8 Grms, fiecare punct de pe PCB nu experimentează exact 8 Grms.
Dacă capul transversal al unei mașini de testare se deplasează 5 mm, componenta în sine nu a deformat neapărat 5 mm.
În fiecare caz există ceva între mașină și rezultat:
Temperatură: aer din cameră → transfer de căldură → temperatura componentei
Vibrații: vibrator, → corp de iluminat → carcasa → răspunsul PCB-ului
Forță: actuatorul → fixatura → calea sarcinii → deformarea locală
Un test util de fiabilitate are nevoie, așadar, de ambele părți:
Controlează stresul. Măsoară răspunsul DUT.
Acest lucru este mai important decât doar compararea specificațiilor mașinilor de tip headline.
Care producător ar trebui să fie inclus pe lista ta de RFQ?
Nu există un răspuns universal util.
Dacă cea mai mare parte a sarcinii este de temperatură, umiditate și cicluri termice, începe cu specialiști în mediu.
Dacă vibrațiile domină programul de validare, analizați cu atenție producătorii de sisteme dinamice.
Dacă problema este rezistența componentelor, aderența, îndoirea sau forța structurală, specialiștii în testare mecanică merită mai multă atenție.
Dacă comportamentul electric în timpul stresului este problema centrală, echipamentele de fiabilitate fizică trebuie asociate cu măsurători funcționale adecvate.
Iar dacă proiectul implică mai multe discipline de fiabilitate fizică, un furnizor multi-sistem devine mai relevant.
Înainte de a solicita oferte, definește cel puțin:
DUT → Problemă de defecțiune → Metoda de testare → Tensiunea → măsurare necesară
Abia atunci comparația cu echipamentele devine semnificativă.
Întrebări frecvente
Ce echipamente sunt folosite frecvent într-un laborator de fiabilitate electronică?
Un laborator tipic poate include camere de temperatură/umiditate, sisteme de ciclu termic, echipamente de vibrații și șocuri, testatoare de cădere, mașini universale de testare, testatoare de durabilitate a conectorilor și sisteme de testare a cuplu-durată. Combinația efectivă depinde de produs și de modurile sale de eșec așteptate.
Este testarea de mediu suficientă pentru fiabilitatea electronică?
De obicei, nu. Testele de mediu abordează temperatura, umiditatea și tensiunile conexe, dar electronica poate ceda și din cauza vibrațiilor, șocurilor, căderii, uzurai conectorului, încărcării mecanice și funcționarea repetată. Scopul necesar de testare depinde de produs.
Poate un furnizor să ofere mai multe sisteme de testare a fiabilității?
Da. Unii producători se specializează într-o singură disciplină, în timp ce alții acoperă mai multe categorii. ITM-LAB, de exemplu, acoperă teste de mediu, vibrații, șocuri, cădere, forțe mecanice, conectori și cuplu pentru programe de fiabilitate fizică.
Cum ar trebui să aleg echipamentul de testare a fiabilității?
Începe cu DUT-ul și mecanismul de defectare pe care trebuie să-l investighezi. Apoi definește procedura aplicabilă, introducerea tensiunii și măsurarea necesară înainte de a alege mașina.
Începe cu produsul, nu cu lista de echipamente
Pentru un nou laborator de fiabilitate, nu aș începe prin a face o listă de cumpărături cu camere, vibratoare și testatoare de forță.
Aș începe cu:
Ce testăm?
Cum ar putea să eșueze?
Ce stres reproduce acea eșec?
Ce trebuie să măsurăm?
Lista echipamentului rezultă din aceste răspunsuri.
Pentru proiecte care implică mai multe discipline de fiabilitate fizică, ITM-LAB poate configura sisteme de mediu, dinamice, mecanice și de durabilitate în jurul cerințelor de produs și testare, în loc să înceapă cu numerele individuale ale modelelor mașinilor.
