Pregled strani
Pri projektih inkapsulacije elektronike se pogosto izbere višja trdota Shore D, da se poveča zaznana vzdržljivost in strukturna zaščita. Vendar dolgoročno{1}}testiranje zanesljivosti pogosto razkrije, da lahko pretirana togost povzroči koncentracijo napetosti in utrujenost površin. Ta članek govori o tem, zakaj sama trdota ne zagotavlja dolgoročne-učinkovitosti.
Ključni zaključki
- Višji Shore D označuje togost, ne vzdržljivost
- Povečana togost poveča prenos napetosti pri termičnih ciklih
- Dolgoročna-zanesljivost je odvisna od porazdelitve napetosti, ne od odpornosti na vdolbine
- Mehanska neusklajenost in načini okvare pogona geometrije
Slika 1.Reprezentativna ponazoritev obnašanja koncentracije napetosti v lončenih sistemih z visoko-togostjo pod dolgotrajnimi- pogoji toplotnega cikla.
Zakaj se pogosto izbere visoka trdota
V specifikacijah javnega naročila so višje vrednosti Shore D običajno povezane z:
- Povečana strukturna moč
- Boljša mehanska zaščita
- Večja odpornost na udarce
Te predpostavke vodijo do poenostavljene izbirne logike:
Večja trdota pomeni večjo zanesljivost.
Vendar ta razlaga ne upošteva stresnega vedenja-na ravni sistema.
Kaj pogosto razkrije-dolgoročno testiranje
Med podaljšanimi preskusi termičnega cikla ali cikličnega delovanja moči togi lončeni sistemi pogosto kažejo:
- Mikro-razpoke na površini
- Beljenje robov ali madeži stresa
- Utrujenost spajkalnega spoja
- Razslojevanje blizu geometrijskih omejitev
Te napake niso posledica nezadostne trdote.
Povzročajo jihkopičenje napetosti zaradi pretirane togosti.
Slika 2.Reprezentativna primerjava razlik v porazdelitvi napetosti med zmernimi in visokimi sistemi inkapsulacije Shore D.
Mehanika v ozadju opazovanja
Višja trdota Shore D je običajno povezana z:
- Višji modul elastičnosti
- Zmanjšana skladnost
- Manjša zmogljivost deformacije
V omejenih inkapsuliranih sklopih to vodi do:
- Povečan prenos sile na komponente
- Okrepljeno neskladje toplotnega raztezanja
- Koncentrirana napetost pri ostrih geometrijah
V ponavljajočih se toplotnih ciklih postane to kopičenje napetosti prevladujoči dejavnik zanesljivosti.
Inženirske posledice
Trdoto si je treba razlagati kot indikator togosti - in ne kot jamstvo za vzdržljivost.
Ko je potrebna dolgoročna-zanesljivost, morajo inženirji oceniti:
- Debelina lončenja
- Geometrija komponent
- Neusklajenost CTE
- Robni pogoji
Izbira materiala mora biti usklajena s strategijo obvladovanja stresa, ne s številčno hierarhijo.
