Die Automobil-PCBs unter Stress setzen
Die Elektronik in Autos hat es schwer. Mal sind die Komponenten in der Kälte des Garagengartens gefroren, im nächsten Moment wieder in der Hitze des Motorraums. Um zu verhindern, dass eine Platine vorzeitig versagt, verwenden wir spezielle digitale IR-Heizanlagen.
Anstatt nur die Luft in einem Raum zu erwärmen, richten diese Anlagen ihre Wärme direkt auf die Oberfläche der PCBs. Dadurch entsteht eine ähnliche Wärmeeinwirkung wie in Leistungsmodulen oder direkt neben dem Motor.
Warum Kurzwellen-Infrarot?
Konvektionsöfen sind langsam. Wenn man innerhalb weniger Sekunden eine Temperatur von 150°C erreichen muss, um herauszufinden, wie die Platine auf thermische Belastungen reagiert, kann man nicht warten, bis sich die Luft erhitzt hat. Deshalb verwenden wir Kurzwellen-Infrarotlampen. Sie liefern Energie direkt an die Platine – sehr schnell. Genau das ist notwendig, um echten Stress auf die Lötstellen und Halbleiterpakete auszuüben.
Kontrolle halten
Eine teure Heizanlage ist nutzlos, wenn dadurch die Komponenten beschädigt werden. Um das zu verhindern, montieren wir K-Type-Thermoelemente direkt auf der Platine. Diese übermitteln Daten an einen PID-Controller, der dafür sorgt, dass die Temperatur konstant bleibt. So wird verhindert, dass die Temperatur außer Kontrolle gerät und die Platine beschädigt wird. Zudem kann man das ganze System so programmieren, dass es einem bestimmten Betriebszyklus folgt – genau wie es im Auto der Fall wäre.
Die Herausforderungen der Ingenieurarbeit
Hochleistungs-Lampen erzeugen eine enorme Menge an Wärme. Das ist zwar gut für die PCBs, aber ein Albtraum für die Maschine, die die Lampen beherbergt. Wenn die Belüftung ungenügend ist, gelangt die ganze Wärme wieder in die Steuerelektronik. Dadurch beginnen die Sensoren Fehler zu machen und die Daten werden falsch. Wir haben festgestellt, dass nur ein spezielles Gebläsesystem zur Kühlung der Gehäuse die Elektronik stabil hält.
Den Versagenspunkt finden
Mit diesen Anlagen können wir genau erkennen, wann eine ECU versagen wird. Indem wir die Temperatur erhöhen, während die Platine eingeschaltet ist, können wir verborgene Mängel in den PCB-Schichten oder in den Verbindungsmitteln erkennen – Mängel, die sonst nicht sichtbar wären. Das ist ein schneller Weg, um den Versagenspunkt zu finden. Anstatt eine Bauteil über 1.000 Stunden in einer Klimakammer zu belassen und auf das Beste zu hoffen, kann man den Versagenspunkt in viel kürzerer Zeit finden.