Analyse de déclassement des composants électroniques

Qu'est-ce que l'analyse de déclassement des composants?

Les limites supérieures (valeur nominale) des contraintes appliquées aux composants (courant, tension, puissance, température, etc.) sont définies par le fabricant.
Afin de prendre des mesures de précaution supplémentaires et d'augmenter la robustesse de la conception, des directives plus strictes sont définies.
L'analyse de déclassement des composants vérifie si le point de fonctionnement de chaque composant est inférieur aux niveaux électriques et de température recommandés.

 

Analyse de déclassement des composants électroniques : pourquoi est-ce important ?

Des dommages matériels aux composants peuvent survenir avec une probabilité plus élevée lorsqu'un appareil électronique est soumis à une puissance, un courant, une tension ou une température dépassant sa limite de contrainte maximale.
EOS (Electrical Overstress) affecte les performances du produit jusqu'à ce que le composant brûle. C'est la principale cause de retours de composants, de circuits intégrés et de défaillances du système pendant le fonctionnement (voir la figure ci-dessous).

Component derating analysis can prevent EOS

Figure 1: Analyse Pareto de défaillance typique (NTF = No Trouble Found)

 

En règle générale, les ingénieurs sélectionnent des composants dont la cote maximale est le double de la contrainte réelle attendue. Cependant, à mesure que les températures augmentent, les performances des composants se détériorent et cette règle empirique devient insuffisante. Pour cette raison, des directives de déclassement doivent être appliquées.

Déclassement des composants L'analyse vous aide à sélectionner le classement des composants approprié en fonction de la charge de contrainte et de la température. Ceci est réalisé en comparant les contraintes électriques calculées dans le pire des cas avec la valeur nominale maximale des composants et la directive de déclassement prédéfinie.

Derating analysis for electronic components

Figure 2: Exemple de directive de déclassement des composants

 

L'analyse détecte les composants de surévaluation (rouge) et de sur-déclassement (jaune). Les composants surdimensionnés sont également détectés lorsque la contrainte est bien inférieure à la cote.
Bien que les avantages du déclassement des composants soient évidents, le processus comprend plusieurs tâches chronophages:

  1. Calcul des contraintes des composants
  2. Définition des directives de déclassement pour chaque type de composant

Les solutions BQR pour l'analyse de déclassement des composants

BQR fournit des logiciels et des services professionnels pour une analyse rapide et précise des contraintes et du déclassement des composants.

Fonctionnalités du logiciel:

  • Les plug-ins pour les principaux E-CAD (Altium, Mentor, OrCad) facilitent l'importation de la nomenclature et présentent les résultats sur le schéma.
  • La contrainte peut être entrée de manière semi-automatique ou calculée à l'aide d'un simulateur de contrainte de circuit unique.
  • Les directives de déclassement peuvent être personnalisées selon les normes [1-6] ou les pratiques de votre entreprise.
  • Le logiciel génère des directives de placement thermique sous la forme d'une liste de Pareto, pour un placement optimal lors de la mise en page.

Utilisations supplémentaires pour les résultats de stress:

Une fois les contraintes des composants définies, des analyses complémentaires peuvent être effectuées:

  • La revue schématique brevetée de BQR détecte une grande variété d'erreurs de conception avant la mise en page! Certaines des erreurs dépendent de la contrainte, par exemple: une tension appliquée incorrecte.
  • Le logiciel de calcul MTBF de BQR utilise les contraintes définies pour la prédiction MTBF.

 

 

Références:

[1] ECSS-Q-ST-30-11C Assurance produit spatial - Déclassement - Composants EEE
[2] Directive de déclassement de l'US Navy, SD-18
[3] Commande spatiale de l'armée de l'air SMC Standard SMC-S-010
[4] Instructions NASA EEE-INST-002 pour la sélection, le dépistage, la qualification et le déclassement des pièces EEE
[5] Paramètres de performance IPC-9592 pour les dispositifs de conversion de puissance
[6] Mil-Hdbk-338 Military Handbook Electronic Reliability Design Handbook