Kluczowe wskaźniki żywotności złącza: ile o tym wiesz?

Ponieważ zapotrzebowanie na bezbłędne działanie produktów elektronicznych stale rośnie, żywotność złączy jest najważniejszym wskaźnikiem ich niezawodności. W dziedzinie projektowania wydłużanie żywotności złączy stało się wiodącą zasadą. Jednocześnie, w miarę nasilenia się konkurencji na rynku, dążenie do opłacalne materiały w tanich stopach staje się najwyższym priorytetem dla inżynierów dążących do zmniejszenia wydatków na złącza. W wielu przypadkach te połączone trendy wpływają na właściwości operacyjne stopu miedzi złącza bliżej do granic ich wydajności.

The reprezentuje początkowa siła kontaktu istotny czynnik w obu przypadkach złącze cechy konstrukcyjne i materiałowe. Odkształcenie sprężyste elementów stykowych może przekształcić się w odkształcenie plastyczne, co prowadzi do zmniejszenia siły kontaktowej w wyniku uwolnienia naprężeń. Jeśli siła nacisku spadnie poniżej poziomu krytycznego, może wystąpić awaria funkcjonalna elementów stykowych. Przewidywanie uwolnienia naprężenia, które jest funkcją czasu i temperatury, staje się kluczowym czynnikiem zapewniając niezawodność złącza. Poniższe szczegółowe wyjaśnienia firmy SED dotyczą testów uwalniania naprężeń i ich roli w przewidywaniu żywotności złącza.

Dane dotyczące uwalniania naprężeń stanowią dla projektantów skuteczne narzędzie do prognozowania żywotności złączy zasilania, umożliwiając świadome podejmowanie decyzji dotyczących wyboru materiałów stykowych w oparciu o istniejące dane. Dane te znalazły już szerokie zastosowanie w branży komputerowej, komunikacyjnej i elektroniki samochodowej. Obecnie jednak wyraźnie brakuje danych dotyczących cyklu życia produktów, szczególnie w sektorze komputerowym. Co więcej, stanowi cenniejszy zbiór danych umożliwiający skrócenie cykli rozwoju produktów i ich żywotności.

Większość projektantów złączy wykorzystuje dane dotyczące uwalniania naprężeń przede wszystkim w celu zawężenia wyboru materiałów stykowych w oparciu o wymagania aplikacji. Niemniej jednak wielu projektantów poszukuje odpowiednich metod testowania, aby dokładniej przewidzieć charakterystykę żywotności złącza. Takie podejście znacznie zmniejsza liczbę próbek wymaganych do badań i związane z tym koszty.

Obecnie złącza samochodowe stosowane w trudnych warunkach i pod maskami silnika są w większości zgodne ze specyfikacjami projektowymi poziomu 3 lub poziomu 1. Oczekuje się, że przewidywana temperatura pracy kolejnej generacji złączy samochodowych wzrośnie. Wydaje się jednak, że większość złączy innych niż motoryzacyjne nie musi utrzymywać stabilności w takich warunkach. Niemniej jednak złącza o dużej gęstości wymagają niższych początkowych sił łączących, co w konsekwencji zmniejsza uwalnianie naprężeń. Podkreśla to znaczenie uwalniania naprężeń, nawet w niższych temperaturach.

Określenie odpowiedniego, ustandaryzowanego czasu testowania danych testowych specyficznych dla konkretnej aplikacji może być trudne. W przypadku samochodowych produktów elektronicznych ocenę danych można zazwyczaj przeprowadzić w zakresie: 1000 do 3000 godzin w żądanej temperaturze roboczej. Znaki sugerują, że coraz większy nacisk kładzie się na charakterystykę danych wykraczającą poza 3000 godzin, w zakresie od 3000 do 5000 godzin (co odpowiada żywotności 250 000 mil). Ekstrapolacja danych testowych (bez uwzględnienia zmian nachylenia) może prowadzić do przeszacowania żywotności styku, przy czym przeszacowanie z czasem staje się coraz bardziej znaczące. Półlogarytmiczna reprezentacja danych w określonej temperaturze jest obecnie najpowszechniej stosowanym i pilnie potrzebnym podejściem. Metoda ta umożliwia proste porównanie różnych materiałów pod kątem konkretnego zastosowania. Należy jednak podkreślić, że ekstrapolowane dane wymagają dokładnej analizy, ze zwróceniem uwagi na możliwość przeszacowania ostatecznej długości życia.