Dom/Branże i zastosowania/Branże/Przemysł elektryczny i elektroniczny/Branża elektroniczna 3C: produkcja i rozwój produktów/Badania produktów elektroniki użytkowej

Badania produktów elektroniki użytkowej

From drop testing to ESS, Kistler offers comprehensive measurement technology for consumer electronics product testing.
Łatwa w obsłudze i ekonomiczna technologia pomiarowa

Rynek elektroniki użytkowej (3C) charakteryzuje się wysoką konkurencją. Producenci dążą do zapewnienia najwyższej jakości produktów, ich bezpieczeństwa, trwałości, niezawodności i wydajności. Wszystkie te czynniki mają kluczowe znaczenie dla kontroli kosztów związanych z cyklem życia produktu i zapewnieniem jakości, budowania zaufania klientów oraz utrzymania reputacji marki. Warunki mechaniczne, termiczne lub klimatyczne mogą wpływać na produkt podczas transportu, przechowywania lub użytkowania.

Wycofania produktów z rynku i roszczenia gwarancyjne są bardzo kosztowne. Przeprowadzanie szeroko zakrojonych testów produktów elektroniki użytkowej jest zatem niezbędne do zapewnienia, że gwarantowane specyfikacje urządzenia elektroniki użytkowej (produktu 3C) są spełnione podczas zwykłego codziennego użytkowania.

Nowe technologie, materiały oraz utrzymujący się trend w kierunku miniaturyzacji w branży elektroniki użytkowej stawiają przed projektantami i scenariuszami testowania produktów nowe wyzwania, zanim urządzenie będzie mogło zostać wprowadzone na rynek.

Łatwe w obsłudze, ekonomiczne, trwałe i niezawodne urządzenia do testowania produktów elektroniki użytkowej, zapewniające wydajność dostosowaną do warunków testowych i skalibrowane pod kątem potrzeb testu

Zalety technologii czujników piezoelektrycznych firmy Kistler w testowaniu produktów elektroniki użytkowej

Optimize resources

Zoptymalizuj zasoby

  • Trwałość: długa żywotność dzięki zabezpieczeniu przed przeciążeniem i odporności na wysokie temperatury
  • Wytrzymałe złącza i okablowanie
  • Ekonomiczne
  • Łatwa obsługa
Maximize efficiency

Maximize efficiency

  • Kalibracja zgodnie z indywidualnymi wymaganiami testowymi
  • Wysoka dokładność pomiaru
  • Skrócony czas trwania cyklu testowego
Process reliability

Niezawodność

  • Długotrwała, stabilna praca w zmiennych warunkach temperaturowych
  • Wydajność zgodna z warunkami testowymi

Opracowujemy i dostarczamy kompletne, skalibrowane łańcuchy pomiarowe, które zostały zatwierdzone do zastosowań związanych z testowaniem produktów elektroniki użytkowej. Oferujemy fachową wiedzę w zakresie zastosowań oraz doradztwo dotyczące instalacji i użytkowania. Nasze rozwiązania są zarówno ekonomiczne, jak i dostosowane do wymagających warunków testów środowiskowych.

Badania udarnościowe i badania szybkiego pękania materiałów przeznaczonych do produktów 3C z wykorzystaniem czujników siły o krótkim czasie reakcji

Miniaturowe, piezoelektryczne, jednoskładnikowe czujniki siły, przeznaczone do przeprowadzania badań udarnościowych i badań szybkiego pękania materiałów stosowanych w elektronice użytkowej, wyróżniają się:

  • Trwałością i odpornością dzięki wysokiej zdolności przeciążeniowej
  • Dokładnością pomiaru opartą na wyjątkowo wysokiej liniowości
  • Szybkim czasem reakcji dzięki szerokiemu pasmu przenoszenia
  • Możliwością regulacji zewnętrznej za pomocą naszych wzmacniaczy ładunku (np. 5018A, 5167A, 5073B) w celu optymalizacji zakresu pomiarowego dla danego zastosowania, aby jak najlepiej wykorzystać dostępny zakres dynamiczny

Czym są badania materiałów podstawowych? Dlaczego przeprowadza się badania mechaniczne materiałów podstawowych w produktach elektroniki użytkowej?

Badania mechaniczne materiałów obejmują próbę udarności, badanie odporności na pękanie przy szybkim odkształceniu, badania zmęczeniowe itp. Jest to proces polegający na poddaniu materiału (metalu, tworzywa sztucznego, kompozytu, polimeru) obciążeniom fizycznym, takim jak rozciąganie, ściskanie czy ścinanie, w celu poznania jego właściwości i zachowania. Uzyskane dane mogą pomóc w ustaleniu, czy materiał nadaje się do konkretnego zastosowania, a także mogą służyć do przewidywania żywotności materiału i momentu, w którym może on ulec uszkodzeniu. Jest to skuteczny sposób na zapobieganie ewentualnym awariom urządzeń elektroniki użytkowej w terenie.

Badania upadkowe i udarowe urządzeń elektroniki użytkowej przy użyciu dynamometrów o krótkim czasie reakcji

Konieczne jest poznanie wartości siły uderzenia, przyspieszenia oraz kierunku uderzenia w momencie zetknięcia się produktu z podłożem. Pomiar dużych sił uderzeniowych wymaga czujników o wysokiej sztywności oraz liniowości i niskim poziomie błędów przesłuchu. Oferujemy skalibrowane, jedno- i wieloskładnikowe rozwiązania w zakresie czujników siły i przyspieszenia, zapewniające precyzyjne pomiary. Czujniki piezoelektryczne mają znaczną przewagę nad czujnikami tensometrycznymi, które są również powszechnie stosowane w badaniach udarowych.

Niezrównana precyzja, długa żywotność, szerokie pasmo przenoszenia/krótki czas reakcji, długoterminowa stabilność działania, niezawodność oraz łatwa obsługa podczas wymagających procedur testów upadkowych/uderzeniowych sprawiają, że czujniki piezoelektryczne firmy Kistler są preferowanym wyborem.

Dynamometry piezoelektryczne do przeprowadzania testów upadkowych/uderzeniowych na elektronice użytkowej składają się zazwyczaj z czujników piezoelektrycznych, charakteryzujących się:

  • Długowieczność i odporność dzięki wysokiej zdolności przeciążeniowej
  • Dokładność pomiaru oparta na wyjątkowo wysokiej liniowości
  • Znacznie wyższa częstotliwość odpowiedzi płyty siłowej zapewniająca szybki czas reakcji (w porównaniu z technologią tensometryczną) dzięki wysokiej sztywności
  • Możliwość zewnętrznej regulacji zakresu za pomocą wzmacniacza ładunku (np. 5018A, 5167A) w celu optymalizacji zakresu pomiarowego dla danego zastosowania, aby jak najlepiej wykorzystać dostępny zakres dynamiczny

Do wyboru są:

  • Gotowe dynamometry wieloskładnikowe
  • Czujniki siły do samodzielnego montażu dynamometrów jedno- i trójskładnikowych
    • Czujniki siły jednoskładnikowe
    • Zestawy montażowe czujników siły jednoskładnikowych ze zintegrowanymi czujnikami (93x1)
  • Custom Product Lane (CPL), specjalna usługa firmy Kistler w zakresie dynamometrów i innych urządzeń pomiarowych dostosowanych do indywidualnych potrzeb

Ponieważ czas trwania i częstotliwość są odwrotnie proporcjonalne, płyta siłowa dynamometru musi być zaprojektowana tak, aby częstotliwość drgań własnych była co najmniej 3 do 5 razy wyższa niż oczekiwana zawartość częstotliwości w teście upadkowym.

Piezoelectric accelerometer to perform drop/impact testing on consumer electronics (3C products):

World's smallest miniature triaxial IEPE accelerometer (low mass: 6 mm ( 0.236”) cube, 0.9 gram sensor mass with low mass/flexible cable (1.2 mm OD, 3.2 gram/m) can be mounted to very small test units.

Czym są testy upadkowe? Dlaczego przeprowadzanie testów upadkowych produktów elektroniki użytkowej (produktów 3C) jest tak ważne?

Ochrona przed uszkodzeniami spowodowanymi siłami uderzeniowymi powstającymi podczas upadku stanowi istotny aspekt projektowania urządzeń elektronicznych przeznaczonych do noszenia lub przenoszenia. Uszkodzenia te mogą obejmować pęknięcie ekranu, złamanie urządzenia lub poważne uszkodzenia funkcjonalne.

Celem testów upadkowych jest weryfikacja założeń projektowych i jakości wykonania w oparciu o możliwe scenariusze użytkowania w celu sprawdzenia trwałości. Testy te oceniają odporność produktów na warunki użytkowania i obejmują różne scenariusze testowe, w tym transport (przesyłka pociągiem, samolotem, statkiem, samochodem).

Testy upadkowe służą również do weryfikacji modeli analitycznych, które są wykorzystywane podczas opracowywania elektroniki użytkowej. Modele analityczne pozwalają na ekonomiczną ocenę projektów bez konieczności przeprowadzania testów przed stworzeniem prototypu, co pozwala obniżyć koszty i przyspieszyć wprowadzenie produktu na rynek oraz spełnić wymagania dotyczące ceny.

Metody przeprowadzania testów upadkowych urządzeń elektroniki użytkowej – scenariusze testowe

Zazwyczaj stosuje się wieżę upadkową składającą się z platformy do zrzutu na górze oraz dynamometru siłowego na dole. Ostatecznie na badanym urządzeniu należy również zamontować trójosiowy akcelerometr.

Urządzenie elektroniki użytkowej klasy 3C (laptop, smartfon, tablet) należy upuścić bez opakowania zewnętrznego z różnych wysokości i w różnych orientacjach na płytę siłową dynamometru w celu pomiaru siły uderzenia. Należy porównać wyniki z zakładanymi celami projektowymi i ocenić badany egzemplarz pod kątem uszkodzeń.

Badania opakowań / badania odporności na upadek / badania udarności dynamicznej urządzeń elektroniki użytkowej przy użyciu miniaturowych trójosiowych akcelerometrów IEPE i trójosiowych akcelerometrów pojemnościowych MEMS o szerokim paśmie przenoszenia

Niewielkie rozmiary i niska waga naszych akcelerometrów umożliwiają elastyczny montaż czujników, w tym umieszczanie ich wewnątrz opakowań, na powierzchni, a nawet wewnątrz samych badanych produktów. Akcelerometry MEMS pozwalają na pomiar warunków swobodnego spadku przed uderzeniem, a także na pełną charakterystykę samego zdarzenia uderzeniowego.

Miniaturowe trójosiowe akcelerometry IEPE oraz trójosiowe akcelerometry pojemnościowe MEMS, przeznaczone do przeprowadzania testów opakowań elektroniki użytkowej, są zoptymalizowane pod kątem pomiarów niskich częstotliwości z możliwością pomiarów dynamicznych i charakteryzują się:

  • Trwałość i odporność dzięki wysokiej odporności na przeciążenia
  • Dokładność pomiaru oparta na wyjątkowo wysokiej liniowości
  • Możliwość pomiaru uderzeń o długim lub krótkim czasie trwania, których częstotliwości rezonansowe znacznie przekraczają wymagania dotyczące szerokości pasma sygnału dzięki wysokiej szerokości pasma
  • Kalibracja zgodnie z normą ISO 17025 w celu uzyskania precyzyjnych pomiarów i określenia związanych z nimi niepewności

Akcelerometr do badań upadkowych produktów 3C:

Najmniejszy na świecie miniaturowy trójosiowy akcelerometr IEPE (niska masa: sześcian o boku 6 mm (0,236 cala), masa czujnika 0,9 grama) z lekkim, elastycznym kablem (średnica zewnętrzna 1,2 mm, gęstość 3,2 grama/m) może być montowany na bardzo małych urządzeniach testowych.

Czym są badania opakowań? Dlaczego należy przeprowadzać badania opakowań urządzeń elektroniki użytkowej?

Badania opakowań mają na celu ocenę, w jaki sposób opakowanie i jego zawartość reagują na uderzenia podczas transportu i przeładunku. Badania te pomagają producentom wyeliminować wady konstrukcyjne, poprawić trwałość, zminimalizować uszkodzenia produktów, straty i związane z tym koszty, a także uniknąć nadmiernego pakowania, które jest bardziej kosztowne dla przedsiębiorstw, oraz niedostatecznego pakowania, które naraża towary na uszkodzenia, powodując wyższe koszty wynikające z zniszczenia produktów podczas transportu. Test może również pomóc w określeniu wytrzymałości opakowania produktu oraz wskazuje słabe punkty konstrukcyjne i mechaniczne, które niekoniecznie są wykrywane w testach udarnościowych i wibracyjnych.

Testy ESS, HASS i HALT produktów elektroniki użytkowej z wykorzystaniem jednoosiowych i trójosiowych akcelerometrów PiezoStar

Testy HALT i HASS wymagają akcelerometrów charakteryzujących się wyjątkową stabilnością temperaturową. W zastosowaniach tych wykorzystuje się akcelerometry kontrolne i reaktywne. Akcelerometry kontrolne służą do monitorowania drgań wprowadzanych do badanego obiektu i są zazwyczaj akcelerometrami jednoosiowymi. Akcelerometry reaktywne mierzą drgania badanego obiektu będące wynikiem drgań wprowadzanych i są trójosiowe.

Akcelerometry jednoosiowe i trójosiowe PiezoStar do testów ESS, HASS i HALT, charakteryzujące się:

  • Bardzo niską wrażliwość na temperaturę
  • Długoterminową stabilność w rozszerzonym zakresie temperatur
  • Stabilną pracę przy dynamicznych zmianach temperatury i stanach przejściowych; szybkość zmian do 60 °C (160 °F) na minutę, w zakresie od –100 °C do 200 °C (–212 °F do 392 °F)
  • Niska masa, aby zapobiec obciążeniu konstrukcji lekkich
  • Akcelerometry reagują na częstotliwości do 2 kHz, a górna granica pomiaru wynosi 10 kHz
  • Kalibracja niższych częstotliwości dostosowana do programu testów produktu
  • Wytrzymałe złącza i okablowanie, które wytrzymują poziomy testowe i długotrwałe testy

Czym są testy wytrzymałościowe w warunkach środowiskowych (ESS, HASS, HALT)? Dlaczego przeprowadza się testy wytrzymałościowe w warunkach środowiskowych na urządzeniach elektroniki użytkowej?

Badanie odporności na czynniki środowiskowe (ESS) polega na poddawaniu produktu działaniu czynników obciążających aż do momentu wystąpienia awarii. Połączenie testów wysoce przyspieszonych (HALT) oraz wysoce przyspieszonych badań odporności (HASS), stanowiące część metod ESS, zwiększa niezawodność produktu poprzez wczesne wykrywanie mechanizmów awarii, co pomaga obniżyć koszty napraw lub wymiany. ESS stanowi skuteczny sposób na wyeliminowanie ryzyka awarii urządzeń elektroniki użytkowej w warunkach eksploatacji.

Łańcuchy pomiarowe ESS wykorzystują akcelerometry kontrolne, akcelerometry reakcyjne, systemy akwizycji danych, kondycjonowanie sygnałów, komory klimatyczne, wibratory i sterowniki. Proces testowania trwa zazwyczaj od 3 do 5 dni. Składa się on z kilku etapów, podczas których badany obiekt (UUT) jest poddawany takim warunkom, jak:

  • Wibracje okresowe, wibracje losowe i wstrząsy
  • Zmiany temperatury i cykle temperaturowe
  • Kombinacje obciążeń termicznych i wibracyjnych

Czy napotykasz trudności związane z testowaniem urządzeń elektroniki użytkowej?

Czy masz jakieś specjalne wymagania, których nie możesz spełnić przy użyciu standardowych rozwiązań? Nietypowe profile to nasza specjalność. Skontaktuj się z nami, a na pewno znajdziemy odpowiednie rozwiązanie!

Polecane produkty

Triaxial miniature IEPE accelerometer: with weight of 0.9 grams ideal for vibration measurements on lightweight structures
Miniaturowy trójosiowy akcelerometr IEPE KiVibe
Idealny do pomiarów drgań w lekkich konstrukcjach i w ciasnych przestrzeniach