Mechanische Schockbeständigkeit Mikroprozessor

[Leopard1987]

Hallo zusammen

Ich habe da mal eine Frage zum Thema Schockbeständigkeit:

Was für einen mechanischen Schock (Halbsinus) übersteht ein handelsüblicher Mikroprozessor (konkretes Beispiel: Atmel AtMEGA256) ohne Schaden davon zu tragen? In den Herstellerspezifikationen findet man zwar haufenweise Temperaturtests, aber keine Angaben über die Schockbeständigkeit.

Besten Dank schon im Voraus für die Antworten.

mfg Leo

[ranke]

Hallo Leo,
gefunden habe ich bei Atmel auch nichts. Möglicherweise findet man über mil-spezifizierte Bauteile mehr.
Ich denke aber, daß die Angabe der Schockbeständigkeit nicht unbedingt sinnvoll sein muß. Die Peripherie bröselt sicherlich schneller als der MC. Speziell bei Dauerbeanspruchungen erweisen sich auch Lötstellen als mechanisch unbeständig und brechen. Solche Versagensgründe liegen aber außerhalb der Verantwortung des MC Herstellers.

[HannoHupmann]

Die Dinger sind 100% Schock beständig! naja nicht wirklich aber, das einzige was denen was ausmacht sind Vibrationen weil sie sich dann beim Löten lösen.

Ich arbeite gerade in einer Firma die Getriebesteuerungsplatinen herstellt. Die Dinger sind sozusagen unter extrem Bedinungen im Einsatz, sprich: Vibration, Hitze, Staub, Feuchtigkeit, Öl etc.

Die werden dort aber auch nur auf gelötet und größere Bauteile wie Kondensatoren oder schwerere wie Spuhlen zusätzlich mit Silikon gesichert.

Für die anderen Bereichte bekommen eine Schutzlackierung.

Also falls nicht gerade irgendwas drauf fällt auf den Prozessor, also eine mechanische Belastung. Sind die Teile so gut wie nicht mehr runter zu bekommen. Dauervibration und kurzer Impuls sind eigentlich gleich. Allerdings nur bei saubere Lötstellen (keine Kaltenlötstellen) und gute Verarbeitung. Kritisch sind wirklich nur die Stellen wo zwei Bauteile miteinander verbunden werden (z.B. durch Löten, draufstecken, kleben etc.)

mfg Hanno

[Leopard1987]

Folgende Ausgangssituation: Der Mikroprozessor wird zusammen mit einem Wirelessempfänger (Bluetooth oder ZigBee, ist noch nicht 100%ig sicher), einer Batterie und etwas Elektronik in ein Gehäuse eingebaut. Dieses Gehäuse wird anschliessend in unregelmässigen Abständen mit 500g / 5ms (Halbsinus) belastet. Zum Vergleich: Das entspricht dem freien Fall eines Körpers aus 12m Höhe und der anschliessenden Abbremsung bis zum Stillstand auf einem Weg von 4cm.

Nicht das ich dir nicht glaube, aber ich kann mir nur schwer vorstellen, dass ein Mikroprozessor das ohne weiteres mitmacht...

Mal angenommen, dass mit dem Prozessor ist wirklich kein Problem, würdest du mir trotzdem zu einer Schocklagerung raten (wegen der restlichen Elektronik) oder wäre das nur Aufwand ohne Ertrag?

mfg Leo

[user529]

wenn du sicherstellen kannst das du saubere lötstellen zustande bringst und deine mechanische trennung zwischen platine und bauteil (beine so gebogen dass sie geringe verformung zulassen) und dan die gesammten teile vergießen.

zu deiner beschleunigung: v=V(2*a*h)=V(2*9,81*12)=15,34m/s auf a umformen und den neuen weg einsetzen a=v²/2/h=15,43²/2/0,04 gibt eine beschleunigung beim abbremsen von 2943m/s² entspricht genau der 300fachen erdbeschleunigung (max für mensch=30g;ein flugschreiber beißt bereits bei 15g ins gras, kann aber seine daten bis über 100g behalten)
wird eine, wegen des luftwiederstandes um 10%verminderte geschwindigkeit eingesetzt erhält man 243g.
bist du dir sicher dass eine solche enormen beschleunigungen vertragen werden müssen? ansonsten bleibt nur noch der fallschirm^^

hoffe ich habe richtig gerechnet, mfg, schönes we
clemens

[Leopard1987]

Deine Rechnung ist tadellos. Die 300g gelten jedoch für einen Rechteckimpuls, welcher leider nicht der Praxis entspricht. Mechanische Strukturen verhalten sich analog einer linearen Feder (solange sie nicht überbeansprucht werden), deshalb der Halbsinus-Impuls und damit eine maximale Beschleunigung von 500g. Deshalb ja auch der Gedanke mit der Schocklagerung. Durch ein geeignetes Feder-Dämpfer-System kann selbst dieser Schock problemlos aufgefangen werden. Meine Frage zielt eigentlich darauf ab, ob die Elektronik den Schock auch ohne Schocklagerung überleben würde.

Nur eine kleine Anmerkung: Ausschlaggebend über sein oder nicht sein ist nicht die eigentliche g-Belastung sondern die Geschwindigkeitsänderung, welche durch den Schockimpuls verursacht wird. Diese entspricht der Fläche unter der Kurve im a-t-Diagramm. Dementsprechend ist die Einwirkzeit genau so wichtig wie die Beschleunigung selbst. Ein Mensch kann durchaus auch 500g überleben... bei entsprechend kurzer Einwirkzeit!

Beispiel: http://www.computeruniverse.net/compare.asp?a=90186139&w=normal im Abschnitt 'Umgebungsbedingungen', 'Schocktoleranz'.

Wenn mir jemand ein ähnliches Datenblatt für einen Mikroprozessor und wenn möglich für eine Bluetooth- oder ZigBee-Empfänger liefern kann, bin ich demjenigen auf ewig dankbar :-)

[Nr. 5]

Darf man wissen wofür du sowas brauchst?