DE10032451A1

DE10032451A1 - Fault inspection of electrical circuit arrangement in motor vehicle, involves determining effect of water and chemical component contamination on electrical field at external and additional connections using sensor

Info

Publication number: DE10032451A1
Application number: DE2000132451
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Guenter Fendt; Robert Hussmann; Alfons Woehrl
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-24
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: DE10032451C2

Abstract

The effect of water and chemical component contamination on the electrical field at the external connections (4) and additional connections (6), are electrically recorded using sensor (12). Preferably, the contamination strength and/or duration and/or the effective field strength are changed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer elektrischen Schaltungs anordnung auf Störanfälligkeit gegen Umwelteinflüsse unter Einwirkung eines elektrischen Feldes.The invention relates to a method for checking an electrical circuit arrangement for susceptibility to environmental influences under the influence of a electric field.

Elektrische Schaltungsanordnungen weisen durch Potentialdifferenzen innerhalb der Schaltungsanordnung selbst elektrische Felder auf und werden zum Teil durch benachbarte Bauelemente solchen Feldeinflüssen auch noch in nicht vernachlässig barem Umfang ausgesetzt. Unter Einwirkung eines elektrischen Feldes auftretende Umwelteinflüsse, insbesondere Wasser bzw. Feuchtigkeit, aber auch andere chemische Bestandteile der Umgebung, insbesondere ionisierbare oder hydro lysierbare Kontaminationen, führen zu Kriechstromeffekten in der Schaltungs anordnung oder Migration der metallischen Bestandteile der Schaltungsanordnung, insbesondere von Leiterbahnen und Lötstellen. Dies kann zu Fehlfunktionen oder im Extremfall zu Ausfällen der Schaltungsanordnung führen. In sicherheitsrelevanten Anwendungsbereichen, insbesondere in der Automobilindustrie bestehen daher große Anstrengungen zur Vermeidung solcher Fehler. Elektrische Schaltungs anordnungen werden aus diesem Grund üblicherweise mit einer Schutzlackierung versehen. Die Lackbeschichtung auf der Schaltungsanordnung ist jedoch neben Kostenaspekten insbesondere aber aufgrund ökologischer Bedenken unerwünscht. Es ist sowohl der Lackierprozeß ökologisch bedenklich, aber auch das Recycling der Schaltungsanordnung wird erschwert.Electrical circuit arrangements have potential differences within the Circuit arrangement itself on electrical fields and are partly through neighboring components of such field influences are also not negligible exposed to a large extent. Occurring under the influence of an electric field Environmental influences, especially water or moisture, but also others chemical components of the environment, in particular ionizable or hydro lysable contaminations, lead to leakage current effects in the circuit arrangement or migration of the metallic components of the circuit arrangement, especially of conductor tracks and solder joints. This can lead to malfunctions or in Extreme cases lead to failures of the circuit arrangement. In security-relevant Areas of application, especially in the automotive industry, therefore exist great efforts to avoid such mistakes. Electrical circuit For this reason, arrangements are usually provided with a protective coating Mistake. The paint coating on the circuit arrangement is however beside Cost aspects particularly undesirable due to ecological concerns. The painting process is ecologically questionable, but also the recycling of the Circuit arrangement is made more difficult.

Nicht zuletzt aufgrund der erheblichen haftungsrechtlichen Probleme sind gerade Hersteller von Schaltungsanordnungen für die Automobilindustrie gefordert, alle denkbaren Maßnahmen zu ergreifen, die Funktionssicherheit ihrer Schaltungs anordnungen über die Produktlebensdauer hinweg zu gewährleisten und Nachweise dafür vorzulegen, dass die aus wirtschaftlicher Sicht zweckmäßig getroffenen Maßnahmen aus technischer Sicht ausreichend waren.Last but not least due to the considerable liability problems Manufacturers of circuitry for the automotive industry demanded all conceivable measures to take the functional reliability of their circuit to ensure arrangements over the life of the product and evidence to show that those that are expedient from an economic point of view Measures were sufficient from a technical point of view.

Die üblichen Funktionsproben von Schaltungsanordnungen am Ende von deren Produktion können eine Störanfälligkeit gegen derartige Umwelteinflüsse unter Einwirkung eines elektrischen Feldes jedoch nicht bzw. nur unzureichend erfassen, da die in den Produktionsanlagen auftretenden Umwelteinflüsse nicht repräsentativ für den späteren Betrieb beim Kunden sind und zudem die zugrundeliegenden chemischen Prozesse bei geringen Konzentrationen von Kontaminationen sehr langsam ablaufen.The usual functional tests of circuit arrangements at the end of their Production can be susceptible to such environmental influences However, do not or only insufficiently record the effects of an electrical field, since the environmental influences occurring in the production plants are not representative for later operation at the customer and also the underlying ones chemical processes with low concentrations of contamination very much run slowly.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Produktsicherheit und deren Nachweis barkeit weiter zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.The object of the invention is therefore product safety and its detection increase availability. This object is achieved by the features of claim 1 solved. Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Es wird vorgeschlagen, die elektrische Schaltungsanordnung auf Störanfälligkeit gegen Umwelteinflüsse unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zu prüfen, indem die Schaltungsanordnung gezielt mit Wasser und/oder anderen chemischen Bestandteilen der Umgebung kontaminiert und die Auswirkung der Kontamination und des elektrischen Feldes elektrisch erfasst wird. Dies kann an den äußeren, zum normalen Betrieb der Schaltungsanordnung erforderlichen Anschlüssen und/oder an zusätzlichen inneren Anschlüssen zu vorgegebenen Punkten innerhalb der Schaltungsanordnung und/oder zusätzlichen Sensoren in bzw. an der Schaltungs anordnung erfolgen.It is proposed that the electrical circuitry be susceptible to interference to check against environmental influences under the influence of an electrical field by the circuit arrangement specifically with water and / or other chemical Components of the environment contaminated and the impact of the contamination and the electrical field is detected electrically. This can be due to the outer, for normal operation of the circuit arrangement required connections and / or at additional internal connections to specified points within the Circuit arrangement and / or additional sensors in or on the circuit arrangement.

Besonders bevorzugt ist es, die Kontaminationsstärke und/oder -dauer und/oder die einwirkende Feldstärke zu verändern, um eine auch eine quantitative Aussage über die Störanfälligkeit zu gewinnen, wobei die Kontaminationsstärke und Feldstärke auf ein Mehrfaches überhöht werden, um einerseits einen entsprechend hohen Sicherheitsbereich zu erzielen, andererseits die Zeitdauer für die Überprüfung vertretbar zu halten.It is particularly preferred to determine the level and / or duration of contamination and / or to change the field strength in order to make a quantitative statement win over the susceptibility to interference, the level of contamination and Field strengths are increased to a multiple, on the one hand one accordingly to achieve a high security range, on the other hand the duration of the check to keep reasonable.

Dieses Verfahren ist besonders bevorzugt zur Überprüfung von mit einer isolierenden Lackschicht versehenen Schaltungsanordnungen auf Migrationseffekte bzw. Kriechströme unter Einwirkung eines elektrischen Feldes geeignet.This method is particularly preferred for checking with a isolating lacquer layer provided circuit arrangements on migration effects or leakage currents under the influence of an electric field.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und einer Figur näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figur:In the following, the invention is intended to be based on exemplary embodiments and a figure are explained in more detail. Brief description of the figure:

Figur Prüfvorrichtung mit Schaltungsanordnung Figure tester with circuit arrangement

Die Figur zeigt eine Prüfvorrichtung mit einer Schaltungsanordnung 1 bestehend aus einer Leiterplatte mit Bauelementen 2, Leiterbahnen 3 und zum normalen Betrieb der Schaltungsanordnung 1 erforderlichen äußeren Anschlüssen 4.The figure shows a test device with a circuit arrangement 1 consisting of a printed circuit board with components 2 , conductor tracks 3 and external connections 4 required for normal operation of the circuit arrangement 1 .

Über diese äußeren Anschlüsse 4 wird die Schaltungsanordnung in Betrieb genommen, also mit Energie versorgt und für die Schaltungsanordnung typische Abläufe gestartet, bspw. Daten übertragen und Routinen ausgeführt. Die Inbetriebnahme erfolgt jedoch während des Prüfverfahrens von einer Steuer schaltung 7, die neben dem Betrieb der Schaltungsanordnung auch noch die Auswirkungen der Kontamination erfasst und vorzugsweise auch über die Prüf vorrichtung die Kontaminationsparameter steuert.The circuit arrangement is put into operation via these external connections 4 , that is to say it is supplied with energy and processes typical for the circuit arrangement are started, for example data is transmitted and routines are executed. However, the start-up takes place during the test procedure by a control circuit 7 which, in addition to the operation of the circuit arrangement, also detects the effects of the contamination and preferably also controls the contamination parameters via the test device.

Dazu ist die Prüfschaltung 7 in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit zusätz lichen Anschlüssen 6, hier dargestellt als auf die Schaltungsanordnung aufzu setzende, geeignete Prüfspitzen mit vorgegebenen Punkten innerhalb der Schaltungsanordnung verbunden. Über die Prüfspitzen 6 kann zudem ein äußeres elektrisches Feld unmittelbar auf der Schaltungsanordnung 1 erzeugt werden, wobei das elektrische Feld in seiner Stärke veränderbar ist, vorzugsweise höher als im Normalbetrieb der Schaltungsanordnung üblich gewählt wird, um die Auswirkungen der Kontamination zu beschleunigen und die Störanfälligkeit über die Grenzen des Normalbetriebs hinaus zu erfassen. Zudem ist ein zusätzlicher Sensor 12 zur Erfassung der Kontaminationsauswirkungen vorgesehen.For this purpose, the test circuit 7 in this preferred exemplary embodiment is connected to additional connections 6 , shown here as suitable test probes to be placed on the circuit arrangement, with predetermined points within the circuit arrangement. An external electrical field can also be generated directly on the circuit arrangement 1 via the test probes 6 , the strength of the electrical field being variable, preferably higher than is customary in normal operation of the circuit arrangement, in order to accelerate the effects of the contamination and the susceptibility to interference to determine the limits of normal operation. In addition, an additional sensor 12 is provided for detecting the effects of contamination.

Die zuvor vorzugsweise gereinigte Schaltungsanordnung wird in einem Prüf reaktorraum 11 angeordnet, in dem in diesem Ausführungsbeispiel mittels Sprühen aus der Düse 8 die Kontaminationen 10 aufgebracht werden, wobei durch Ventile 9a bis 9c die Kontaminationsstärke und Zusammensetzung verändert wird. Die Kon taminationssubstanzen können dabei jeweils isoliert oder als Gemisch aufgebracht werden und deren Dosierung über die Grenzen des im Normalbetrieb zu erwarten den Maßes erhöht werden. Neben der Sprühaufbringung sind beispielsweise auch ein Kondensieren, Eintauchen, Aufdampfen, Sputtern oder elektrostatisches Aufbringen denkbarThe above preferably purified circuit is in a test reactor space 11 is arranged, in which the contamination is deposited 10 in this embodiment, by means of spraying from the nozzle 8, thereby to 9 c contamination strength and composition changed by valves 9 a. The contamination substances can each be isolated or applied as a mixture and their dosage can be increased beyond the limits of what is expected in normal operation. In addition to spray application, condensation, immersion, vapor deposition, sputtering or electrostatic application are also conceivable

Anstelle einer simultanen Messung der Auswirkungen während der Kontamination kann auch die Messung nach Beendigung der Kontamination erfolgen, was bei einigen Kontaminationsarten aufgrund sonst zu aufwendiger Prüfvorrichtungen zu bevorzugen ist. Es erfolgt dann beispielsweise eine übliche Qualitätskontrolle mit der zuvor einer starken Kontamination ausgesetzten Schaltungsanordnung. Instead of simultaneously measuring the effects during contamination the measurement can also be carried out after the contamination has ended, some types of contamination due to otherwise complex testing devices prefer is. A usual quality control then takes place, for example the circuit arrangement previously exposed to severe contamination.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können somit Baugruppen auf ihre Belastbarkeit getestet, insbesondere die Grenzen der Kontaminationsbelastung festgestellt werden bzw. bei vorgegebenen, maximalen Umwelteinflüsse, bspw. einem Einsatzklima- und Kontaminationsprofil getestet werden, welche Baugruppen ausgestaltung, insbesondere welche Schutzmaßnahmen erforderlich und zweck mäßig sind. Es kann sowohl ein Nachweis über das Erfordernis einer Schutz lackierung für die Schaltungsanordnung als auch über deren Güte gewonnen werden. Insbesondere auch Fehler in der Lackschicht, lokale Nichtabdeckung, Einlagerungen von Wasser, oder anderen Kontaminationen sowie unzureichende Polymerisation des Lacks sind erkennbar.The method according to the invention can thus be used to assemble modules Resilience tested, especially the limits of contamination are determined or given predetermined, maximum environmental influences, e.g. Which components are tested in an operational climate and contamination profile design, in particular which protective measures are necessary and purpose are moderate. It can be both proof of the need for protection paint for the circuit arrangement as well as its quality won become. In particular also defects in the paint layer, local non-coverage, Storage of water, or other contaminations as well as insufficient Polymerization of the lacquer can be seen.

Claims

1. Method for checking an electrical circuit arrangement ( 1 ) for susceptibility to interference from environmental influences ( 10 a, b, c) under the action of an electrical field,

a) by contaminating the circuit arrangement with water ( 10 a) and / or other chemical constituents ( 10 b, 10 c) in the environment, whereby
- 1. on the outer, necessary for normal operation of the circuit arrangement ( 4 ) and / or
- 2. at additional connections ( 6 ) to predetermined points ( 5 ) within the circuit arrangement ( 1 ) and / or
- 3. additional sensors ( 12 )
b) the effects of the contamination and the electrical field are recorded electrically.

2. The method of claim 1, wherein the level and / or duration of contamination and / or the acting field strength can be changed.

3. Use of the method according to one of the preceding claims Review of circuitry with an insulating varnish layer orders on migration effects or leakage currents under the influence of a electric field.