Analisi di declassamento per componenti elettronici

Che cos'è l'analisi del declassamento dei componenti?

La valutazione massima per la sollecitazione dei componenti applicata (corrente, tensione, potenza, temperatura, ecc.) è definita dal produttore e vengono definite linee guida di declassamento ancora più rigorose per aumentare la robustezza del prodotto. L'analisi del declassamento dei componenti definisce l'intervallo operativo ottimale per ciascun componente.

 

Perché è necessaria l'analisi del derating dei componenti

Si possono verificare danni ai componenti quando sono soggetti a potenza, corrente, tensione o temperatura che superano il limite massimo di sollecitazione.
Il sovraccarico elettrico influisce sulle prestazioni del prodotto ed è la principale causa di ritorno sul campo.

Failure Pareto Analysis

Figura 1: Analisi paretiana tipica del fallimento

 

Molti ingegneri selezionano componenti che hanno una valutazione massima che è il doppio della sollecitazione effettiva prevista. Tuttavia, con l'aumento delle temperature e il deterioramento delle prestazioni dei componenti, questa pratica diventa insufficiente e devono essere applicate linee guida di declassamento.

 

L'analisi del declassamento dei componenti consente di selezionare la classificazione ottimale dei componenti in base al carico di sollecitazione e alla temperatura.

Derating analysis for electronic components

Figura 2: esempio di linee guida per il declassamento dei componenti

 

L'analisi rileva i componenti di over-rating (rosso) e over-derating (giallo). I componenti sovra-progettati vengono rilevati anche quando lo stress è molto inferiore al valore nominale.
In molte aziende, il processo viene eseguito manualmente e include attività che richiedono tempo: calcolo delle sollecitazioni dei componenti e confronto del risultato con le linee guida di declassamento per ciascun tipo di componente.

 

Analisi di declassamento dei componenti BQR

La soluzione BQR automatizza il processo manuale di analisi delle sollecitazioni e del declassamento dei componenti, ottimizzando la selezione dei componenti per affidabilità ed economicità.

Caratteristiche:

  • I plug-in per i principali E-CAD (Altium, Mentor, OrCad) consentono di importare facilmente le distinte base e di presentare i risultati sulla progettazione schematica.
  • La sollecitazione può essere immessa in modo semiautomatico o calcolata utilizzando un simulatore di sollecitazione del circuito unico.
  • Le linee guida per il declassamento possono essere personalizzate in base agli standard [1-6] o alla prassi della propria azienda.
  • Linee guida per il posizionamento termico sotto forma di elenco di Pareto, per un posizionamento ottimale durante il layout.

Ulteriori usi per i risultati dello stress:

Una volta definite le sollecitazioni dei componenti, è possibile effettuare ulteriori analisi:

  • La revisione schematica brevettata di BQR rileva un'ampia varietà di errori di progettazione prima del layout. Alcuni degli errori dipendono dallo stress, ad esempio: tensione applicata errata.
  • Il software di calcolo MTBF di BQR utilizza le sollecitazioni definite per una previsione realistica dell'MTBF.

 

 

Riferimenti:

[1] ECSS-Q-ST-30-11C Garanzia del prodotto spaziale - Declassamento - Componenti EEE
[2] Linee guida sul declassamento della Marina degli Stati Uniti, SD-18
[3] Comando spaziale dell'aeronautica militare SMC Standard SMC-S-010
[4] Istruzioni NASA EEE-INST-002 per la selezione, lo screening, la qualificazione e il declassamento delle parti EEE
[5] IPC-9592 Parametri di prestazione per dispositivi di conversione di potenza
[6] Manuale militare Mil-Hdbk-338 Manuale di progettazione elettronica dell'affidabilità