Die PCBs unter extremen Bedingungen testen – mit maßgeschneiderten Infrarotheizsystemen
Wenn Sie schon einmal unter die Haube eines Autos geschaut haben, wissen Sie, dass die Elektronik dort starken Hitzebelastungen ausgesetzt ist. Die Steuergeräte müssen solchen extremen Temperaturen standhalten – bei normalen Bedingungen würden die meisten Geräte dabei beschädigt werden. Um sicherzustellen, dass unsere PCBs auch unter solchen Bedingungen weiterhin funktionieren, bauen wir maßgeschneiderte Infrarotheizsysteme.
Im Grunde genommen schaffen wir so eine „Quälkammer“ für die PCBs, damit wir genau erkennen können, wann sie versagen.
Warum Infrarot?
Bei herkömmlichen Konvektionsöfen ist das Problem, dass sie sehr langsam sind. Es ist Zeit verschwendung, darauf zu warten, bis die Luft im Ofen warm wird. Wir verwenden stattdessen Kurzwellen-Infrarotstrahler. Diese heizen die Luft nicht auf, sondern strahlen die Energie direkt auf die Oberfläche des PCBs ab. Dadurch wird die gewünschte Temperatur in Sekundenschnelle erreicht.
Man muss jedoch vorsichtig sein: Wenn man so viel Energie in einen kleinen Raum leitet, wird es dort sehr heiß – und das gilt nicht nur für das PCB selbst. Wenn man die Kühlventilatoren nicht richtig einstellt, kann das Gehäuse des Heizsystems sogar schmelzen.
Der Aufbau des Systems
Wir nehmen einfach keine Standardleuchten vom Regal und behaupten, damit sei alles erledigt. Jedes PCB ist anders – daher passen wir Länge und Spannung der Leuchten an die jeweiligen Anforderungen an. Bei großen PCBs braucht man längere Leuchten. Andernfalls entstehen „Kaltstellen“, und die Testdaten sind dann nutzlos. Wir verwenden außerdem Quarzkapseln mit speziellen Beschichtungen. Dadurch kann die Wärme durch die Lötbeschichtung hindurchdringen und die darunterliegenden Komponenten erwärmen – anstatt nur die Oberfläche zu erwärmen.
Da wir mit hohen Strömen arbeiten, verwenden wir Industriekondensatoren. Glauben Sie mir: Man möchte nicht, dass die Verkabelung während des Tests schmilzt.
Der „digitale“ Aspekt
Um alles unter Kontrolle zu halten, steuern wir alles über PID-Controller. Dadurch können wir genau festlegen, was passieren soll. Wir können beispielsweise einen kalten Motorstart simulieren oder eine lange Fahrt auf der Autobahn nachstellen. Wir schließen K-Typ-Thermoelemente direkt an das PCB an, sodass das System in Echtzeit weiß, was vor sich geht, und die Leuchten sofort anpasst.
Das Beste daran: Ein defektes Bauteil kann innerhalb weniger Stunden zerstört werden. Bei herkömmlichen Öfen würde das normalerweise Wochen dauern. Das ist eine viel bessere Methode, um den Verschleißpunkt des Hardwarebauteils bereits vor dem Einsatz in der Produktion herauszufinden.