PCB可靠性在汽車電子中的重要性
加入技術(shù)交流群
高加速壽命測(cè)試
車輛出現(xiàn)可靠性問(wèn)題的另一原因是PCB的持續(xù)振動(dòng)及隨后出現(xiàn)的組件引線和附件故障。一般可通過(guò)構(gòu)建樣機(jī)并將它們放置在加速室，使PCB發(fā)生振動(dòng)和溫度循環(huán)試驗(yàn)，以檢測(cè)是否出現(xiàn)故障。隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)展，這種方法需要構(gòu)建多個(gè)樣機(jī)，并且通常需要幾周甚至幾個(gè)月的時(shí)間才能完成在加速室對(duì)汽車零部件預(yù)期壽命的模擬。這是一項(xiàng)非常耗時(shí)且費(fèi)用極高的過(guò)程，因此可靠性增強(qiáng)測(cè)試可能并不完整和全面。
目前有軟件可以在虛擬樣機(jī)模式下開(kāi)展同樣的測(cè)試。設(shè)計(jì)人員可利用這種軟件對(duì)PCB進(jìn)行界定并輕松開(kāi)展損耗仿真實(shí)驗(yàn)。該軟件可在幾小時(shí)內(nèi)完成復(fù)雜的分析，并指出可能出現(xiàn)的故障（圖3）?？蓪?duì)這些故障進(jìn)行校正，并在新的設(shè)計(jì)版本中重新開(kāi)展模擬。這種反復(fù)的過(guò)程可迅速獲得合適的可靠性解決方案。以色列國(guó)防部早期成功將該軟件部署在他們的新一代戰(zhàn)車上。如果該軟件可以在戰(zhàn)車的極端環(huán)境下都對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，那么我將信賴其應(yīng)用在我的汽車上。
圖3：明導(dǎo)的H.A.L.T. 軟件可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成振蕩、震動(dòng)和溫度循環(huán)故障分析，
而在測(cè)試室內(nèi)則需要幾周甚至幾個(gè)月的時(shí)間
在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，電源完整性是一項(xiàng)越來(lái)越復(fù)雜的問(wèn)題。幾年前，所有的IC都是在5伏的電壓下工作，您只需要一個(gè)5V電源和接地層即可為零部件提供充足穩(wěn)定的電源。而如今，IC可在多個(gè)電壓模式下工作，電壓可低至0.9伏。因此，單個(gè)印刷電路板需要多個(gè)復(fù)雜的配電網(wǎng)來(lái)提供這些電壓和地線。為節(jié)省成本，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人員不得不將這些多個(gè)配電網(wǎng)(PDN)放入盡可能少的接地層中。結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)像圖4一樣的配電網(wǎng)，內(nèi)部空間非常狹窄（頸部起伏），但又需要為IC提供高電平電流。
圖4：明導(dǎo)的HyperLynx電源完整性分析可確定高電平電流密度空間和可能出現(xiàn)的長(zhǎng)期印刷電路板故障
在測(cè)試室內(nèi)通過(guò)使用物理樣機(jī)對(duì)電流密度問(wèn)題進(jìn)行測(cè)試并不實(shí)際，因?yàn)樗赡茉趲啄旰蟛拍芤l(fā)故障。而問(wèn)題可能永遠(yuǎn)不會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，導(dǎo)致隨后出現(xiàn)這方面的故障。
結(jié)論
可靠性在汽車電子中非常重要，而如今鑒于來(lái)自產(chǎn)品上市時(shí)間和成本縮減的壓力，采取在軟件虛擬樣機(jī)環(huán)境中相對(duì)于測(cè)試室內(nèi)的物理樣機(jī)進(jìn)行分析的方法顯得愈發(fā)必要。目前因軟件的存在，從而使電子和機(jī)械設(shè)計(jì)人員可進(jìn)行更多的模擬仿真方案。(end)
評(píng)論