Umwelt- und mechanische Zuverlässigkeitstests – Können versiegelte Produkte wirklich „aushalten“?

1. Thermozyklische und thermische Schockprüfung

Im vorherigen Artikel wurde überprüft, ob das Paket „versiegelt“ ist. Dieser prüft, ob er „die Strafe aushalten“ kann. Versiegelte Produkte unterliegen im realen Einsatz Temperaturschwankungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilelektronik und ähnlichen Bereichen. Temperaturänderungen erzeugen thermische Spannungen an der Dichtungsschnittstelle und können bei längerer Wiederholung zu Rissen führen. Nehmen Sie als Beispiel die TO5- und TO8-Sensoranschlüsse von Xuri für die Automobilelektronik und das Hochleistungslasergehäuse BOX-80*48-2PIN – erst nach bestandener Temperaturwechsel- und Thermoschockprüfung wurden sie für die Serienlieferung zugelassen.

Temperaturwechseltest: Das Produkt wechselt zwischen -65 °C und +150 °C und verweilt bei jeder extremen Temperatur mindestens 15 Minuten lang für zehn bis hundert Zyklen. Anschließend wird die Dichtungsschnittstelle auf Risse oder Undichtigkeiten überprüft.

Thermoschocktest: Die Temperaturänderung ist noch drastischer – das Produkt wird sofort von einer Umgebung mit flüssigem Stickstoff bei -65 °C in eine Umgebung mit hoher Temperatur von +150 °C überführt, mit einer Übergangszeit von <10 s. Dies ist der härteste thermische Belastungstest.

2. Mechanische Tests: Vibration, Schock und konstante Beschleunigung

Während Temperaturtests die thermische Belastung herausfordern, stellen mechanische Tests die mechanische Belastung in Frage – zusammen decken sie die beiden Hauptfehlerauslöser im Betrieb ab. Versiegelte Produkte müssen auch mechanischen Belastungen standhalten und drei Arten von Tests simulieren unterschiedliche Arbeitsumgebungen:

Vibrationstests – simulieren Transport- und Betriebsvibrationen bei Frequenzen von 20–2000 Hz und einer Beschleunigung von bis zu 20 g, die mehrere Stunden bis mehrere Dutzend Stunden dauern.

Mechanischer Schock – simuliert einen Sturz oder einen explosiven Aufprall mit einer Beschleunigung von bis zu 1500 g für 0,5 ms. Die Dichtungsschnittstelle und die Stifte dürfen nicht brechen.

Konstante Beschleunigung – simuliert Raketenstartszenarien mit einer Beschleunigung von bis zu 30.000 g, die 1 Minute lang aufrechterhalten wird. Es testet die Gesamtfestigkeit der Dichtungsstruktur.

Alle drei Testtypen bestätigen die gleiche Schlussfolgerung: Die Dichtungsstruktur wird in realen Arbeitsumgebungen nicht versagen.

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[Glossar]

1. Thermal Cycling : ein Zuverlässigkeitstest, der zwischen hohen und niedrigen Temperaturen wechselt und die Widerstandsfähigkeit der Dichtungsschnittstelle gegenüber thermischer Ermüdung prüft

2. Thermoschock : ein Zuverlässigkeitstest mit extrem schnellen Temperaturübergängen (Übergangszeit <10 s), der die Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischer Belastung prüft

3. Konstante Beschleunigung : ein anhaltender Hoch-G-Beschleunigungstest, der extreme Bedingungen wie den Raketenstart simuliert

4. g (G-Kraft) : Die Einheit der Erdbeschleunigung, 1 g ≈ 9,8 m/s², wird zur Quantifizierung der Beschleunigungswerte bei mechanischen Tests verwendet