Hallo, ich bin in der 8. Klasse Realschule und soll mir für Technik überlegen, wie man herrausbekommen kann, wie robust Bauteile sind. Mir fällt außer: *Wasser/Bier/Cola/Milch drüberschütten *Schütteln *Reinbohren nichts ein. Außerdem scheint mir das nicht gerade profihaft zu sein. Wie überprüft man in der Realität reproduzierbar elektronische Bauteile?
> Wie überprüft man in der Realität reproduzierbar elektronische Bauteile?
Spannung, Strom, Elektrostatische Entladungen, Temperatur, Vibration,
Feuchtigkeit...
Jeweils mit längerer+kürzerer Dauer.
Tach Hax0r, man nutzt oft einen sog. HALT-Test (High Accelerated Life Time). Dabei betreibt man Bauteile oder Baugruppen über deren thermischer und elektrischen Grenze und setzt sie auch noch mechanischen Belastungen wie z.B. schütteln aus. Dieser Test ist oft ein zerstörender Test.
Wie wärs mit Wärme (backofen) und Statik? Evtl. auch hohe Ströme/Spannungen testen.
Professionell nennt man das Recherche: Wenn du das ganze mit Sätzen wie " Wir begannen die Aufgabe mit einer Recherche um die Anforderungen zu eruieren " beginnst und das in deinen Aufsatz meit ca 500 Worten beschreibst hast du im Laberland Old Germany schon die halbe Miete. ;-). Inhaltlich würde ich nach Burn In und künstliche Alterung suchen. Bei den CE Prüfungen weird Spannungsfestigkeit und sowas festgelegt. Auch in den amerikanischen MIL Normen finden sich gute Hinweise nach Prüfkriterien für Bauelemente.
als erstes erstellt man Document in dem die Anforderungen für dieses Bauteil / Baugruppe erfast werden. den ohne anforderungen kann nicht getestet werden, kann eine Birne ein Apfel sein. Die Anforderungen müssen Messbar sein. Toleranzen müssen angegeben sein. auch randbedingungen müssen definiert werden die die anforderung beeinflussen. z.B. 20mm kantenlänge ist keine messbare Anforderung, da exakt 20mm nicht herstellbar sind. jedes bauteill wird davon abweichen, und sei es nur um 1 Tausenstel mm. weiter dehnen sich bauteile bei höheren Temperaturen auch aus. somit kann ein bauteil bei -250 Grad der anforderung genügen, bei raumtemperatur nicht mehr. 20mm +/- 0.1mm sprich von 19.9 bis 20.1mm währe eine anforderung. bei z.B. 25-35 Grad Celsius, und 25% luftfeuchtigkeit. Viele Anforderungen sind auch durch Normen vorgegeben.
Hallo Hax0r. Naja. es sollten schon Belastungen getestet werden, die mit der Realität, dem das Bauteil ausgesetzt ist, zu tun haben. > *Wasser/Bier/Cola/Milch drüberschütten Feuchtigkeit ist ein Kriterium. Allerdings wird über die wenigsten Bauteile direkt eine Flüssigkeit geschüttet. wenn das passiert, ist meist etwas anderes schiefgegangen. Betaung/Bedampfung kommt aber vor. Bedenke das ganze noch zusammen mit Staub und korrosiven Dämpfen. > *Schütteln Vibrationen/Stoß/Beschleunigung sind definitiv ein Kriterium. Quarze gehen z.B. schnell kaputt, wenn sie auf harten Boden fallen. > *Reinbohren lach Wenn das in der Realität passiert, hast Du das Bauteil nicht ausreichend gegen Missbrauch geschützt. "Anbohrbarkeit" ist eher kein Kriterium für elektronische Bauteile, wohl aber z.B. für Tresore. > > Mir fällt außer: ~~~~nichts ein. Du bist auf dem richtigen Weg.....elektronische Bauteile sind Spannungen und Strömen ausgesetzt. Ein robustes Bauteil übersteht eben auch kurzfristig Überspannungen und Überströmen. Elektronische Bauteile sind Temperaturen ausgesetzt. Selbst ein im Auto liegengelassener MP3 player ist Temperaturen vom im winter -20°C und im sommer bis über 70°C ausgesetzt. Die meisten "Consumer" bauteile, Also Unterhaltungselektronik ec. ist aber nur zwischen 0°c und 40^c spezifiziert..... > Außerdem scheint mir das nicht gerade profihaft zu sein. Die Einzige heutzutage übliche Bedeutung von "professionel" ist, daß man es für Geld macht. Das bedeutet nicht zwangsweise, das man es auch gut macht. :-) > > Wie überprüft man in der Realität reproduzierbar elektronische Bauteile? Man setzt sie in einer reproduzierbaren Umgebung (kühlkörper, Temperatur) aus, und befeuert Sie mit reproduzierbaren Spannungen und Strömen im interessanten Bereich. Schütteln ist schon deutlich aufwändiger und wird meistens nur für sicherheitsrelevante Bauteile gemacht. Unter Temperaturbelastungen fallen auch schnelle Temperaturwechsel. Am besten liest Du Dir mal Datenblätter von z.B. Transistoren durch. oft steht dort etwas über Testverfahren und getestete Bereiche (oft in Fußnoten versteckt, also genau lesen). Dann gewinnst Du ein wenig "Bauchgefühl" für so was. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.dl0dg.de Selbsterkenntnis ist der erste Schritt zur Depression. Jeder echte Wettbewerb ist ruinös. Darum beruht jede funktionierende wirtschaft auf Schiebung.
Einen normalerweise zur Essenszubereitung verwendeten Backofen fuer so etwas zu nehmen wird aus toxiko-,sozio- und allgemein logischen Gruenden nicht empfohlen. Uebrigens: die meisten Sachen sind relativ harmlos. Was Du u.a. nicht misshandeln solltest: -Lithiumbatterien (Gift:Elektrolyte,Brandgefahr(!!!)) -Knopfzellenbatterien (Gift:Quecksilberverbindungen) -Unbekannte keramische Materialien (in seltenen aber ueblen Faellen Gift: Berylliumoxid) -Selengleichrichter (Gift:Verbrennungsprodukte von Selen, evtl Cadmium. Stinkt ausserdem zum Himmel.) -Alte IR oder rote LEDs, HF-Halbleiter (Gift: Arsenverbindungen) -Grosse Kondensatoren (ausser Elektrolytkondensatoren) alter Bauart (Gift: PCB) -Tantalkondensatoren ohne Vorsicht (Brandgefahr) -Elektrolytkondensatoren ohne Vorsicht (Explosionsgefahr, evtl auch giftiger und/oder aetzender Inhalt) -Leuchstoffroehren jeglicher Art (Gift: Quecksilber) -Senderoehren (evtl ebenfalls Berylliumoxid und/oder schwach radioaktive Materialien) -Urdox-Widerstaende (sehen wie eine Roehre aus)
faustian schrieb: > Uebrigens: die meisten Sachen sind relativ harmlos. Was Du u.a. nicht > misshandeln solltest: -Bildröhren (Implosionsgefahr)
faustian schrieb: > Uebrigens: die meisten Sachen sind relativ harmlos. Was Du u.a. nicht > misshandeln solltest: > -Tantalkondensatoren ohne Vorsicht (Brandgefahr) Schade. Die brennen doch mit so wunderschöner Leuchterscheinung ab, wenn man sie verpolt. Aber bitte wirklich nur im Freien auf feuerfester Unterlage machen. Außerdem: Einen Sinn bezüglich Qualitätskontrolle sehe ich darin nicht. Elkos vorsätzlich mit falscher Polung zu betreiben ist einfach nicht bestimmungsgemäßer Gebrauch (der aber gelegentlich Spaß macht). Interessanter wären da wirklich Überspannungspulse für aktive Bauelemente. Servus Michael
>> -Tantalkondensatoren ohne Vorsicht (Brandgefahr) > Schade. Die brennen doch mit so wunderschöner Leuchterscheinung ab, > wenn man sie verpolt. Nur bei genügend hoher Spannung (wobei hier 2-3V die Grenze sind). Es gibt von den Herstellern extra zu dem Thema auch schon entsprechende Untersuchungen.
Wiederholtes Ein und Ausloeten ist ein interessanter Test.... Bei Schaltern und Potis wiederholte Betaetigung (so mancher Trimmer ist nur fuer ein paar hundert Stellvorgaenge ausgelegt!); bei Schaltern und Relais ist auch Schalten grenzwertiger Lasten interessant (DC!). EDNs "Tales from the cube" Artikelserie sei auch empfohlen, da findet sich viel ueber unerwartete Anfaelligkeiten....
Hallo Hax0r, für Halbleiterbausteine (ASIC und oder µC) sind sogenannte Stresstests im MIL-STD-883 definiert. Sollen die Halbleiter in ein Auto verbaut werden wird die AEC-Q100 zu rate gezogen. Folgende Stressarten nach AEC-Q100 sind üblich (Liste ist nicht vollständig): - electrische Funktionstest: Bewertet ob Bauteil wie spezifizert arbeiten/reagieren. Dient als Kriterium ob ein Bauteil noch heile ist. - High Temperature Storage (HTSL) BT wird für 500 (oder 1000 oder xxxx) Stunden bei 150°C gelagert. -> Silizium altert -> liefert Ausage z.B. über das Bondsystem - High Temperatue Operating Life : 500h - 1000h (oder mehr) bei 125°C, Bauteile werden bestromt. -> Silizium altert, Drift der Schwellspannungen der Transitoren ... Durch die hohe Temperatur wird die Alterung beschleunigt: Der Beschleunigungsfaktor errechnet sich mit Hilfe der Arrehniusformel (Wikipedia oder Googel), für Halbleiter wird häufig eine aktivierungenergie von 0,7eV angenommen (Denke das könnte ein interesantes Thema werden, drum googel selbst:) ). - Autoclave: 96h Lagerung bei 121°C bei 100%r.H und 1 bar Überdruck -> Einfluß von Temperatur und Feuchte auf das Geäuse und die Schaltung - Temperature Humidity Bias 1000h Lagerung bei 85°C/ 85%r.H (relative Luftfeuchte), bestromt. -> elektrochemische Korrosion, Testet ob die Passivierung des Die hält. - Temperaturwechsel typisch 1000 Wechsel zwischen -50 und +150°C -> mechnische Belastung, da unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen Komponenten (Die = Silizium, Moldmasse = Polymere, Leadframe aus Kupfer) - Elektrostatische Entladung : ESD nach Human Body Model oder Charge Device Model -> liefert Aussage wie robust die Bauteile gegenüber ESD sind. Typisch 2kV HBM. - Latch-up Test -> Zündet bei CMOS-Invertern der Parasitäre Tyristor ? - Physical Dimensions Hat das Bauteil die geforderten Maße (Höhe, Breite, Standoff...) - Reflow / Lötsimulation Simuliert den Lötprozess beim Kunden. -> Stichwort Popcorning Für weitere Infos google mal nach "Zuverlässigkeit" oder "Reliability" Texas Instruments hat ein paar gute Infos hierzu. Desweiteren empfehle ich bei Google :JEDEC, AEC-Q100, ESDA. Gruß GastofaX
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