首頁 Tier 1車廠力推 車用元件廠必測-板階可靠度溫溼度複合式振動

Tier 1車廠力推 車用元件廠必測-板階可靠度溫溼度複合式振動

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Tier 1車廠力推 車用元件廠必測-板階可靠度溫溼度複合式振動

by ruby

發佈日期:2018/3/1
發佈單位:iST宜特

進入車電供應鏈,您知道需要通過AEC-Q、ISO16750,那元件上板後的焊點可靠度(BLR, Board Level Reliability),您瞭解多少呢?

您知道Tier 1車廠在專屬的BLR測試規範,將溫濕度複合式振動納入最關鍵的測項嗎?

上述問題,只要您的公司,欲從消費性電子跨入車電市場,不得不面對。汽車行業原本是一封閉環境,不會輕易換供應商,不過在智慧車 ADAS 的運用興起,使得消費型電子找到了進入車廠的契機,但這些元件欲打入車電供應鏈,安裝在車用內部時,就必須經過一連串嚴苛的可靠度測試,確保產品品質,保障人身安全

手機或手持式/穿戴式電子產品,早已從2000年開始陸續建置板階(Board Level)相關測試,目的是觀察IC/元件上板後的焊點狀態,藉此確保產品壽命。所以對於消費型產品的廠商,應該不陌生板階可靠度測試(BLR, Board Level Reliability)

而這個在手持電子產品的測試趨勢,這幾年也延續至Tier 1車電模組廠,包括BOSCH、Continental、TRW等Tier 1車廠,都陸續建立專屬的板階可靠度(BLR)相關測試。

車用BLR測試內容,包括溫度循環溫度衝擊、應力衝擊與焊點接合強度(推力、拉力、彎曲測試) ,其中最關鍵的測試項目-溫溼度複合式振動,模擬車輛內,在行進過程中,電子機構可能遇到的溫度環境下,進行車載電子元件可靠度測試。

本月小學堂,將詳解這個Tier 1大廠非常關注的可靠度測試-車電板階可靠度測試及其測項-溫溼度複合式振動測試

速讀複合式振動原理

振動測試區分為正弦振動與隨機振動:

  • 正弦振動:在固定的頻率範圍內,以指定掃描速度、時間及振動值執行測試。如在汪洋大海中乘船,節奏感般的上下起伏。
  • 隨機振動:在固定的頻率範圍內,使用不同的頻率振動值,去執行實驗。如遊樂園的過山車。

以上兩種模式+ [溫度]與[濕度] 測試=複合式振動

  • 消費型電子產品的板階可靠度(BLR)測試條件,是否可以沿用?

    答案是不行的。因為這些系統模組導入車輛設計之中,車載平台使用的環境與結構大不相同,汽車在啟動後,所有晶片都會開始承受振動、機械的應力與外在惡劣環境,若使用消費型電子產品測試條件後,在真實使用環境可能會發生所謂的早夭現象。

    以振動測試說明,手持式產品振動模式以一般運輸為主,大致上包含陸、海、空運模擬。而車用振動測試,因晶片會長時間暴露在外在環境,必須考量溫度與濕度的耐用程度,必須確認晶片是否能抵禦溫度與振動的能力。所以為了模擬更真實的環境,振動過程會將環境條件加入測試,這就是我們常聽到的複合式振動測試

  • 複合式振動機溫溼度範圍可以到幾度?

    寒帶國家與熱帶國家使用的環境就不一樣,密閉空間在太陽照射下可能達到100℃,引擎周圍溫度更高達150℃。測試最高溫可以到+150°c,而最低溫可以到達-40°c。而濕度會搭配使用的溫度範圍呈現如圖藍色方塊區所示:

  • 複合式振動機溫箱升降溫度為每分鐘幾度?

    複合式振動機的溫度計算與一般的溫箱有些不同,它是採取整段平均值的方式進行計算,並非線性模式。以宜特所建置的設備能量來看,升溫速率整段平均可以接近達每分鐘2°c ;而降溫速率平均整段可以到達每分鐘1°c(見下圖)。

  • 車用板階可靠度(BLR)實驗項目及目的

    焊點(Solder joint)斷裂是晶片最主要失效的原因,板階可靠度(BLR)的實驗目的就是確保焊點在使用過程中不會發生異常。在測試過程中使用Daisy chain設計,能即時監控樣品的良率並且能知道失效的時間點,讓客戶了解產品弱點與提早進行改善。BLR應用在汽車晶片需評估實際使用環境,車用條件涵蓋振動與環境溫度為主,所以車用BLR有幾項最主要的測項,包括複合式振動溫度循環溫度衝擊、應力衝擊與焊點強度(包括推力、拉力、彎曲測試)等。

  • 若要執行車用Board-Level測試,完整流程如何進行?

    以宜特的測試流程,當元件送至宜特後,我們將進行PCB板設計、製作在到後端的SMT上板等前製作業,進行一系列的可靠度驗證;可靠度驗證過程中產品失效時,透過板階整合故障分析能快速將失效介面找出(見下圖),並協助客戶釐清真因後能快速改版重新驗證來達到產品通過驗證並如期上市。

本文與各位長久以來支持宜特的您,分享檢測驗證經驗,若您有樣品異常現象需要判斷檢測,或是對相關知識想要更進一步了解細節,不要猶豫,歡迎洽+886-3-579-9909分機6406莊先生(Daniel) Email: web_BLR@istgroup.com

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