Kegagalan mekanikal dalam produk elektronik sering bermula pada antara muka yang agak kecil: penyambung yang sukar dimasukkan, engsel yang kehilangan rintangan pegangan, atau sambungan kabel yang terpisah di bawah beban.
Pertimbangkan sebuah komputer riba yang sedang dibangunkan. Penyambung USB-C mesti memberikan prestasi penyisipan dan pengekstrakan yang boleh diterima, engsel mesti mengekalkan rintangan putaran yang terkawal, dan sambungan kabel dalaman mesti menahan beban mekanikal tertentu.
Keperluan ini tergolong dalam produk yang sama, tetapi melibatkan arah pemuatan, sistem pengukuran dan kelengkapan yang berbeza.
Bagi pengeluar elektronik, pemilihan peralatan ujian mekanikal bermula dengan komponen individu dan operasi yang dimaksudkan—bukan sekadar kategori produk siap.
Dimana kegagalan mekanikal berlaku dalam produk elektronik
Pemasangan elektronik mengandungi beberapa antara muka mekanikal yang mengalami pelbagai jenis beban semasa pembuatan, pemasangan dan penggunaan biasa.
Sesetengah mesti menahan daya yang ditakrifkan tanpa berpisah. Yang lain dijangka beroperasi berulang kali sambil mengekalkan prestasi mekanikal yang boleh diterima.
Penyambung memerlukan pengekalan sentuhan yang mencukupi tanpa rintangan pasangan yang berlebihan. Engsel komputer riba mesti memberikan rintangan terkawal sepanjang sudut operasinya. Butang memerlukan pengaktifan yang konsisten, manakala penamatan kabel mesti kekal kukuh secara mekanikal.
Komponen struktur memperkenalkan keperluan tambahan. Pemasangan PCB mungkin terdedah kepada lenturan semasa pengendalian atau pemasangan, manakala modul paparan terpilih dan komponen yang diikat mungkin memerlukan penilaian kekuatan mekanikal.
Aplikasi ini tidak boleh dinilai menggunakan satu ujian daya generik sahaja.
Ujian mekanikal mana yang diperlukan oleh produk anda?
Ujian yang sesuai bergantung pada peristiwa mekanikal yang dihasilkan semula dan maklumat yang diperlukan untuk menilai hasilnya.
Matriks berikut menyediakan rujukan awal untuk aplikasi produk elektronik biasa.
Pengukuran ini menerangkan tingkah laku mekanikal yang berbeza. Penguji daya penyambung, penguji tork engsel dan mesin ujian universal semuanya boleh mengukur beban mekanikal, tetapi kawalan gerakan dan susunan spesimen mereka tidak boleh ditukar ganti.
Ujian Penyambung dan Kabel
Ujian penyisipan dan pengekstrakan penyambung menilai rintangan semasa penyambungan dan pelepasan. Di mana perlu, lengkung daya–perjalanan boleh mendedahkan bagaimana beban berubah sepanjang pergerakan dan bukannya hanya melaporkan nilai maksimum.
Ujian tarikan kabel dan terminal menangani keperluan berbeza: sama ada sambungan mampu menahan beban tegangan tertentu.
Daya yang diukur mesti diambil kira bersama lokasi kegagalan. Sambungan yang terpisah pada sambungan yang dimaksudkan tidak sama dengan spesimen yang tergelincir di dalam genggaman.
ITM-LAB RS-6600A menyediakan titik permulaan untuk aplikasi penyisipan dan pengekstrakan penyambung yang serasi. Untuk ujian tarik komponen terpilih, RS-8010A boleh dipertimbangkan.
Prosedur penyambung terperinci diliputi dalam panduan ujian daya penyambung sedia ada ITM-LAB.
Operasi Mekanikal Berulang
Prestasi awal sesuatu komponen tidak semestinya menggambarkan tingkah lakunya selepas penggunaan berulang.
Ketahanan penyambungan, hayat butang dan ujian ketahanan engsel menghasilkan semula urutan operasi yang ditakrifkan dalam bilangan kitaran yang ditetapkan.
Aplikasi ini memerlukan kawalan gerakan yang sesuai, kedudukan spesimen dan strok atau sudut operasi yang ditetapkan. Bergantung pada prosedur, pengukuran tambahan mungkin diperlukan sebelum, semasa atau selepas berbasikal.
Komponen Struktur dan Berikat
Perhimpunan PCB, komponen berkaitan paparan dan struktur elektronik berikat mungkin memerlukan ujian tegangan, mampatan, lenturan, pengupasan atau ujian khusus aplikasi lain.
Susunan beban bergantung pada geometri spesimen dan prosedur yang berkenaan.
Mesin ujian universal yang boleh dikonfigurasi mungkin menampung beberapa ujian mekanikal statik yang serasi, tetapi kelengkapan dan aksesori pengukuran yang diperlukan mesti disemak secara individu.
Sebagai contoh, susunan pembengkokan PCB memerlukan geometri jarak sokongan dan beban yang sesuai. Ia tidak sepatutnya dianggap sebagai ujian tegangan biasa hanya kerana kedua-dua prosedur menggunakan pengukuran daya.
Mengapa Perlengkapan dan Penjajaran Mempengaruhi Keputusan Ujian
Peralatan ini adalah sebahagian daripada sistem pengukuran, bukan sekadar alat untuk memegang spesimen.
Ini menjadi sangat penting apabila menguji komponen elektronik dengan dimensi kecil, bentuk tidak teratur atau titik sambungan yang halus.
Mesin mungkin menyediakan kapasiti dan prestasi pengukuran yang mencukupi, namun menghasilkan keputusan yang mengelirukan jika arah beban atau kedudukan spesimen tidak betul.
Contoh Penjajaran Penyambung
Semasa ujian penyisipan penyambung, komponen penggabungan harus bergerak sepanjang paksi penyisipan yang dimaksudkan.
Walaupun kelajuan ujian dan julat daya ditentukan dengan betul, susunan penyambungan luar paksi boleh memperkenalkan rintangan tambahan ke dalam lengkung daya–perjalanan yang direkodkan.
Sebelum membandingkan keputusan, jurutera harus mengesahkan kedudukan penyambung, arah penyambungan dan kebolehulangan kelengkapan.
Meningkatkan kapasiti mesin tidak akan menyelesaikan masalah penjajaran.
Isu serupa timbul dalam aplikasi elektronik lain.
Untuk ujian berulang, penempatan spesimen juga perlu kekal konsisten antara operator dan kitaran ujian.
Jika komponen yang sama dipasang secara berbeza setiap kali, sebahagian variasi yang diperhatikan mungkin datang daripada peralatan dan bukannya produk.
Ini amat relevan untuk QC pengeluaran, di mana persediaan berulang adalah penting untuk membandingkan keputusan merentasi kelompok.
Peralatan khas mungkin diperlukan apabila pemegang konvensional tidak dapat meniru arah beban yang dimaksudkan atau menampung geometri spesimen dengan selamat.
Memilih Sistem Pengukuran dan Kawalan
Setelah kaedah ujian dan susunan kelengkapan ditetapkan, langkah seterusnya adalah menentukan apa yang perlu diukur dan dikawal oleh peralatan.
Kapasiti kekuatan hanyalah sebahagian daripada keputusan itu.
Ujian mekanikal elektronik mungkin melibatkan pergerakan linear, pergerakan putaran atau operasi berulang. Sistem yang sesuai bergantung pada pergerakan yang diperlukan dan data yang ditetapkan oleh prosedur ujian.
Daya Puncak, Lengkung dan Kitaran Berulang
Nilai daya puncak menjawab soalan khusus: apakah daya maksimum yang direkodkan semasa ujian yang ditakrifkan?
Ia tidak semestinya menerangkan tingkah laku komponen sepanjang pergerakannya.
Untuk penyambung, data daya–perjalanan mungkin diperlukan untuk menilai proses penyambungan. Untuk engsel, data sudut tork boleh memberikan maklumat tentang rintangan sepanjang julat operasi.
Ujian kitaran berulang menjawab satu lagi pertanyaan: sama ada komponen mengekalkan prestasi yang diperlukan selepas bilangan operasi yang ditetapkan.
Mesin yang direka untuk merekodkan satu daya puncak tunggal tidak sesuai secara automatik untuk menilai prestasi mekanikal dalam kitaran berulang.
Fungsi pengukuran dan pemantauan yang diperlukan perlu ditetapkan sebelum memilih pengawal dan konfigurasi perisian.
Pemilihan Peralatan Ujian Mekanikal Elektronik
Senarai pendek peralatan berguna bermula dengan tindakan mekanikal yang diperlukan.
Ujian penyisipan penyambung paksi, ujian engsel berputar dan ujian tarikan komponen statik tidak seharusnya digabungkan hanya kerana setiap satu melibatkan pengukuran beban mekanikal.
ITM-LAB menawarkan pelbagai siri peralatan ujian untuk aplikasi-aplikasi ini.
Ini adalah arahan awal peralatan, bukan konfigurasi tetap untuk setiap produk. Cadangan akhir memerlukan peranti sebenar yang sedang diuji, prosedur berkaitan dan syarat pengukuran yang dijangka.
Bolehkah satu UTM melakukan setiap ujian mekanikal pada produk elektronik?
Tidak semestinya.
UTM yang boleh dikonfigurasikan mungkin menyokong beberapa ujian daya statik yang serasi, termasuk tegangan, mampatan dan pembengkokan, apabila dilengkapi dengan kelengkapan dan sistem pengukuran yang sesuai.
Ketahanan penyambung, hayat butang dan ujian tork engsel melibatkan keperluan gerakan dan kawalan yang berbeza. Aplikasi-aplikasi ini mungkin memerlukan peralatan khusus.
Makmal harus mengelompokkan keperluan ujian mengikut tindakan mekanikal dan kaedah pengukuran, bukannya cuba menggantikan setiap sistem dengan satu mesin.
Tiga Konfigurasi Makmal Praktikal
Gabungan peralatan yang sesuai bergantung kepada rangkaian produk pengeluar dan beban kerja ujian.
Contoh-contoh berikut menunjukkan bagaimana makmal elektronik yang berbeza mungkin mengatur keperluan ujian mekanikal mereka.
Konfigurasi A — Kawalan Kualiti Penyambung & Kabel
Bagi pengeluar penyambung dan pemasangan kabel, ujian mekanikal sering menjadi sebahagian daripada kawalan kualiti pengeluaran rutin.
Daya sisipan, daya ekstraksi dan keperluan kekuatan tarikan terpilih mungkin perlu dinilai merentasi pelbagai jenis komponen.
Konfigurasi awal boleh merangkumi RS-6600A untuk ujian daya penyambung yang serasi dan konfigurasi yang sesuai RS-8010A untuk aplikasi ujian tarik terpilih.
Walaupun kedua-dua sistem mengukur daya, geometri sambungan penyambung dan keperluan cengkaman pemasangan kabel mesti dipertimbangkan secara berasingan.
Di mana operasi penyambung berulang juga diperlukan, konfigurasi ketahanan khusus seperti RS-8115A mungkin relevan.
Konfigurasi B — Ketahanan Elektronik Pengguna
Telefon pintar, fon telinga, tablet atau komputer riba mungkin mengandungi beberapa antara muka yang mengalami operasi mekanikal berulang sepanjang hayat perkhidmatan produk.
Makmal yang menilai produk ini mungkin memerlukan ketahanan penyambung, hayat butang dan ujian tork atau ketahanan engsel.
Cabarannya bukan sekadar mencapai sasaran kitaran kitaran. Setiap ujian mesti mengulangi pergerakan yang ditetapkan sambil mengekalkan kedudukan dan kawalan spesimen yang sesuai.
RS-8115A ITM-LAB dan sistem ujian butang serta engsel yang berkaitan menyediakan titik permulaan untuk menyemak aplikasi-aplikasi ini.
Lejang yang diperlukan, sudut, kadar operasi, kiraan kitaran dan sebarang pemeriksaan prestasi yang ditetapkan perlu ditetapkan sebelum memilih peralatan.
Konfigurasi C — R&D Komponen Elektronik
Makmal pembangunan sering bekerja dengan bahan, bahagian struktur dan sambungan mekanikal yang berbeza berbanding satu jenis spesimen tetap.
UTM yang boleh dikonfigurasi boleh menyediakan platform ujian praktikal untuk beberapa prosedur tegangan, mampatan dan lenturan yang serasi.
Siri RS-8010A ITM-LAB dan RS-8000 menawarkan pilihan kapasiti daya yang berbeza, manakala peralatan khusus aplikasi boleh menyokong susunan beban yang berbeza.
Tenaga kerja yang dijangka, dimensi spesimen, perjalanan, julat pengukuran dan prosedur yang berkenaan harus membimbing pemilihan akhir.
Kapasiti maksimum mesin yang lebih besar tidak secara automatik memberikan prestasi pengukuran yang lebih baik untuk komponen elektronik yang lebih kecil.
Konfigurasi makmal ini adalah contoh dan bukannya pakej peralatan tetap. Sesetengah fasiliti mungkin hanya memerlukan satu sistem ujian, manakala yang lain memerlukan beberapa mesin khusus.
Apa yang Jurutera Perlu Nyatakan Sebelum Meminta Sebut Harga
Menyediakan maklumat aplikasi yang jelas membolehkan pengeluar peralatan menyemak konfigurasi mesin yang diperlukan dan mengenal pasti isu kelengkapan atau pengukuran sebelum sebut harga.
Untuk projek ujian mekanikal elektronik, butiran berikut amat berguna:
-
Peranti yang diuji: Nama komponen, gambar, dimensi dan butiran pemasangan yang berkaitan.
-
Tindakan mekanikal: Tarik, tolak, pemasukan, pencabutan, putaran atau operasi berulang.
-
Julat pengukuran dijangka: Julat daya atau tork, jika diketahui.
-
Keadaan ujian: Kelajuan, perjalanan, sudut, kadar operasi dan kiraan kitaran.
-
Kaedah ujian: Edisi standard yang sesuai atau prosedur khusus pelanggan.
-
Keperluan tambahan: Peralatan tersuai, rakaman lengkung, pemantauan elektrik atau fungsi lain yang ditetapkan.
Di mana daya atau tork yang dijangka masih belum diketahui, maklumat spesimen dan prosedur ujian yang dimaksudkan masih boleh menjadi titik permulaan untuk semakan kejuruteraan.
Spesifikasi ujian yang jelas membantu mengelakkan pembelian peralatan yang mempunyai kapasiti nominal yang mencukupi tetapi tidak mempunyai konfigurasi pergerakan, kelengkapan atau pengukuran yang diperlukan.
Kesimpulan
Makmal ujian mekanikal elektronik yang berkesan bermula dengan keperluan mekanikal sebenar produk, bukan senarai peralatan generik.
Penggabungan penyambung, penekanan butang, putaran engsel, penarikan kabel dan ujian kekuatan komponen mungkin melibatkan beban mekanikal, tetapi ia memerlukan susunan ujian dan data pengukuran yang berbeza.
Sistem yang sesuai ialah yang menghasilkan semula tindakan mekanikal yang dimaksudkan, memegang spesimen dengan betul dan memberikan keputusan yang boleh dipercayai dalam julat pengukuran yang diperlukan.
Konfigurasikan Sistem Ujian Mekanikal untuk Produk Elektronik Anda
Menguji penyambung, butang, engsel, pemasangan kabel atau komponen struktur?
ITM-LAB menyediakan peralatan ujian mekanikal dan sokongan konfigurasi khusus aplikasi untuk R&D elektronik dan kawalan kualiti.
Berkongsi butiran DUT anda, kaedah ujian dan keperluan pengukuran dengan pasukan kami untuk menyemak konfigurasi mesin dan kelengkapan yang sesuai.
Meneroka Peralatan Ujian Kebolehpercayaan Elektronik ITM-LAB
