测试对电子产品性能和可靠性至关重要

2024-05-30 16:48:35 来源:深圳市连接器行业协会 李亦平编译 点击:1189

从芯片到连接器,从合格认证到生产,测试是确保连接器部件达到预期功能的必要步骤。

我们都喜欢我们的技术能延续,直到它不能正常工作。当我们所依赖的工具或便利工具失败时,它就会令人沮丧。然而,有时连接器设备故障是一个安全问题,甚至是生死问题,如我们汽车中ADAS(先进的驾驶辅助系统)、军事应用、医疗设备等。在某些情况下,可靠性是一个延长寿命的问题;例如,部署在太空的卫星或地下石油钻井平台上,没有简单或及时的方法来修复有故障的连接器设备。为了确保连接器部件将按预期正常工作,需要进行测试。

测试

Samtec测试连接器部件解决方案,成本效益高、高针脚计数、高性能、高密度和高匹配周期互连解决方案。如图所示,用于测试高密度和极端性能系统的电缆系统。

测试连接器产品发生在设计和生产的不同阶段。它采用不同的形式,并满足各种功能需求。连接器产品供应商可以通过提供测试设备的产品或通过测试他们提供给客户的连接器产品来参与其中。

ATE芯片测试

全球每年生产数千亿集成电路(ic),每个芯片都要进行测试。这就需要一个高效和可靠的测试和验证系统。自动测试设备(ATE)在半导体行业中用于测试集成电路及其各个性能(电阻、电容器和电感)。这些系统非常大且复杂,以适应被测试连接器产品的数量。它们需要专门为满足这些需求而设计的连接器产品和电缆组件。

Samtec SEARAY™高速电缆系统(SEAC,SEAF),用于测试应用。

Samtec SEARAY™高速电缆系统(SEAC,SEAF),用于测试连接器产品应用。

Samtec公司业务开发主管亚当·林德曼说:“在为生产这种连接器部件的公司开发产品时,我们经常面临的两个因素:增加带宽和密度。对于每推出一代的内存,内存生产商的堆栈通常会增加两倍,从32 GB增加到64 GB,以此类推。它们总是需要更多的带宽,而且它们总是希望将一次可以测试的密度增加一倍,而不是以相同的速率增加内存占用。相同的内存占用必须容纳两倍的I/Os数量,可以容纳两倍的通道数量,并且是两倍的数据速率。”

因此,整个测试连接器部件也需要以这种速度进行升级。林德曼解释说,要么互连必须设计成满足即将到来迭代的要求,要么重新配置两倍的兆字节。这意味着需要256条同轴线来测试256兆的内存。增加的密度需要在相同的尺寸范围内。但在后端,我们通常将不得不增加连接器本身的密度。我们面临的挑战是为电缆组件连接器安装足够的I/O。

对设计阶段的测试

连接器产品经常进行测试,确保它们将满足特定的客户要求。这通常包括机械测试、环境测试、信号完整性测试、电气测试和化学测试。根据它们的最终使用情况,测试通常需要满足特定连接器类型、应用或环境中的必要标准或资格(例如MIL规范和EN标准)。连接器公司可以对他们自己的部件或为客户设计的定制连接器部件进行认证标准测试。连接器部件的每个方面都需要得到批准,从触点、绝缘体、外壳到整个组件。

所有这些测试背后的目标都是模拟连接器部件的完整使用寿命,预测可能发生的所有故障,并创建最适合每个应用的连接器产品。

“航空航天和军事应用占了我们80%的市场,是最严格的市场之一。最轻微的错误都可能产生严重后果。对这个市场上的所有项目都采取了大量预防措施,我们总是本着合作的精神工作,而不是单纯的客户/供应商关系。” Nicomatic公司测试工程师马特尔(Jorris Martel)说。

例如,在一个自定义项目的情况下,他解释说,在资格认证期间,所有的结果都会在每周的会议上提供给客户。如果出现任何问题,就可以很快做出决定。对于标准产品,资格认证是基于客户的需求。在认证结束时将结果给客户,并对连接器产品本身或资格测试计划可能的修改进行讨论和商定。

实验室检测类型

机械测试测量抗拉强度、机械强度、接触接合、分离力、插入力、固定力、固定力和密封等级(IP)。

环境测试将连接器部件置于不同的温度下进行一定时间的测试,测试它在热或冷(温度循环)或从一个极端温度过渡到另一个极端温度(热冲击)时的表现。马特尔说:“例如,你在100度下测试30分钟,然后将温度调整到零下50度,持续30分钟。”

环境测试还涉及干湿热和低温、磁导率(感应内磁场和外加磁场强度的比例),以及对盐雾、冲击和振动等条件的电阻变化等。“盐雾测试显示了我们的表面处理的有效性,”马特尔说。

化学测试包括耐流体阻力、标记和硅弹性/膨胀。

电气测试包括耐受电压、击穿电压、绝缘电阻和低压值等。

Nicomatic的VITA 66连接器

Nicomatic的VITA 66连接器

马特尔说:“我们实验室的连接器新产品是在测试光纤。Nicomatic目前正在研究光连接器(VITA 66)。可以测量插入损耗,并对光纤进行每次动力学测试和环境测试。这个项目很成功,已经添加到我们新的光学连接器中。但我们的连接器产品研发并没有结束,我们目前正在开发基于VITA66.1的第二个光学连接器。”

信号完整性测试包括同轴信号和差分信号、标准协议通信、时域和频域。“我的专长是电磁学,它涉及高速连接器。为此,我们使用了VNA(向量网络分析仪)。在测试中,我们发送一个不同频率的信号,从100千赫到20千兆赫来测量信号的衰减。我们的目标是创造完美的接触,完美的导体,没有衰减,但这是不可能的,”马特尔说。

Nicomatic还会根据客户的需求来测试不同的通信协议。例如,很多客户都在使用JESD204b、USB 3.1、SATA 3等等。他们需要我们遵守这些规定。还可以帮助客户在连接器上创建,提高其系统特定的连接配置,提高系统的连接器性能。真正目标是指导和建议客户从而获得成功。

马特尔和同事在这个小组中实现电磁模拟。他说:“这次模拟的目的是有可能在短时间内创造出一种连接器新产品。”

Nicomatic的电磁模拟过程

Nicomatic的电磁模拟过程

连接器测试是电子工业中一个必要的过程。在某些情况下,考虑到可用时间和应用的要求,只需要测试一个标准或满足特定客户需求。在高要求市场,如MIL/Aero和汽车安全,进行连接器故障测试是必要的。这意味着需要突破极限,确保可靠性、性能、耐用性和安全性等。

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