可靠性與環(huán)境試驗簡介課件

可靠性與環(huán)境試驗簡介開發(fā)2部/葉玲玲可靠性定義產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力（概率），就叫做電子產(chǎn)品的可靠性。可靠性試驗是對產(chǎn)品進行評價的各種試驗如增長、篩選、驗證、驗收、統(tǒng)計等。環(huán)境試驗是檢驗產(chǎn)品對各種環(huán)境應(yīng)力的適應(yīng)性，快速暴露產(chǎn)品缺陷的試驗，是可靠性試驗的主要技術(shù)手段?？煽啃允琴|(zhì)量的重要組成部分，它具有自已的特征，即綜合性、時間性和統(tǒng)計性。綜合性是指從全壽命期內(nèi)來衡量產(chǎn)品的優(yōu)劣；時間性是指在整個壽命周期內(nèi)，在規(guī)定的使用環(huán)境條件內(nèi)保持出廠規(guī)定功能的能力；統(tǒng)計性是指通過大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)積累得出具有規(guī)律的數(shù)據(jù)?？煽啃缘闹匾?、關(guān)系到企業(yè)的生存和壯大2、關(guān)系到使用者的安全3、提升企業(yè)形象，減少維護費用。4、是軍事產(chǎn)品中重要的技術(shù)指標。可靠性基礎(chǔ)知識10℃規(guī)則當討論產(chǎn)品在不同環(huán)境下的使用壽命時,一般采用“10℃規(guī)則”的表達方式。即當周圍環(huán)境溫度上升10℃時，產(chǎn)品壽命就會減少一半；當周圍環(huán)境溫度上升20℃時，產(chǎn)品壽命就會減少到四分之一。這種規(guī)則可以說明溫度是如何影響產(chǎn)品壽命（失效）的。電容器的估計壽命用下述公式表示：其中，L0表示最高工作溫度下的壽命，Tmax表示最高工作溫度，Ta表示實際環(huán)境溫度。由此可見，如果環(huán)境溫度每升高10℃，電容器壽命將下降一倍！溫度對元器件的影響溫度對電容器的影響主要是每升高10℃，使用時間就要下降一半，絕緣材料的性能也下降。溫度的升高會導致電阻器的使用功率下降。如碳膜電阻，當環(huán)境溫度為40℃時，允許的使用功率為標稱值的100%；環(huán)境溫度增到100℃時，允許使用功率僅為標稱值20%。又如RJ-0.125W金屬膜電阻，環(huán)境溫度為70℃時，允許使用功率僅為標稱值的20%。溫度的變化對阻值大小有一定的影響，溫度每升高或降低10℃，電阻值大約要變化1%。應(yīng)力的定義當材料在外力作用下不能產(chǎn)生位移時，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種形變稱為應(yīng)變（Strain）。材料發(fā)生形變時內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為應(yīng)力（Stress）?；蛭矬w由于外因(受力、濕度變化等)而變形時，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復到變形前的位置。環(huán)境應(yīng)力是指外界各種環(huán)境對產(chǎn)品的破壞力，如產(chǎn)品在85℃下工作受到的應(yīng)力，比在25℃下工作受到的應(yīng)力大；在高應(yīng)力下工作，產(chǎn)品失效的可能性就大大增加了?？焖俚臏夭钭兓瑢挿秶臏夭?、強烈的震動、沖擊都是環(huán)境應(yīng)力的表現(xiàn)形式。環(huán)境試驗?zāi)康?觀察產(chǎn)品在各種環(huán)境下的適應(yīng)性和耐受性2排除早期失效提高產(chǎn)品的質(zhì)量3為失效分析提供驗證數(shù)據(jù)和有效的信息4為壽命試驗和加速壽命試驗提供試驗手段環(huán)境試驗的方法：A：低溫。B：高溫。C：恒定濕熱。D：交變濕熱。E：沖撞（沖擊、碰撞、傾跌、自由跌落）。環(huán)境試驗的意義確定產(chǎn)品在各種環(huán)境條件下工作或儲存時的可靠性，為設(shè)計、生產(chǎn)、使用提供有用的信息。充分暴露產(chǎn)品的潛在缺陷，為產(chǎn)品的改進、減少維修費用及保障費用提供信息。確認是否符合產(chǎn)品交收的可靠性定量要求。發(fā)現(xiàn)-分析-糾正的循環(huán)過程，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)境試驗的試驗順序電子電工產(chǎn)品的環(huán)境試驗方法很多，這就有一個試驗順序的問題。所謂試驗順序，是指對同一產(chǎn)品進行二種或二種以上的單因素人工模擬試驗時，應(yīng)先進行什么試驗，后進行什么試驗。試驗順序通常對試驗結(jié)果是有影響的，如果選擇不當會造成試驗結(jié)果不真實，甚至造成試驗中斷，所以必須合理的確定試驗順序。參照GJB150.1的附錄A“環(huán)境試驗順序表”(1)根據(jù)試驗?zāi)康膩泶_定試驗順序(2)根據(jù)實際遇到的環(huán)境因素來確定試驗順序(3)根據(jù)能對產(chǎn)品產(chǎn)生最大的影響來確定試驗順序(4)根據(jù)試驗的經(jīng)費和時間確定試驗順序試驗順序?qū)Ξa(chǎn)品的影響濕熱試驗后低溫試驗濕度試驗會對產(chǎn)品的縫隙存有水，低溫結(jié)冰時會擴大縫隙。振動與濕度的關(guān)系振動導致兩種材料的結(jié)合縫隙擴大，濕熱試驗水汽更容易進入。濕熱試驗后溫度循環(huán)的影響濕熱后殘存的水汽在溫度循環(huán)加點工作中，容易形成電解，導致離子遷移。溫度應(yīng)力對產(chǎn)品的影響溫度應(yīng)力對產(chǎn)品的影響塑料封裝高溫離層(爆米花)現(xiàn)象表貼器件（SMD）在經(jīng)過再流焊后容易發(fā)生失效，失效現(xiàn)象常表現(xiàn)為開路、半開路或時好時壞，失效原因是封裝塑料發(fā)生熱開裂（這種裂縫發(fā)生在內(nèi)部，用顯微鏡進行外觀檢查時也不可能發(fā)現(xiàn)）。其失效機理是：因表貼器件芯片外面包封的塑料很薄，很少，外部的潮氣容易浸入內(nèi)部。表貼工藝（SMT）是將器件整體加熱而不是只對管腿加熱（例如：波峰焊、烙鐵焊），并且加熱時間長（一般215℃～240℃，時間1～2分鐘）。當封裝體內(nèi)有潮氣，表貼再流焊時，潮氣受熱膨脹（水分子體積可擴大40倍），造成封裝塑料開裂。開裂的發(fā)生與塑料體內(nèi)含濕量、芯片尺寸、塑料包封的厚度，管腳引線與塑料的粘合狀況以及再流焊時受到的溫度沖擊等因素有關(guān)。濕度對產(chǎn)品的影響（1）物理性能的變化。潮濕環(huán)境可以引起材料的機械性能和化學性能的變化，如體積膨脹、機械強度降低等。由于吸潮，使密封產(chǎn)品的密封性降低或遭破壞、產(chǎn)品表面涂敷層剝落、產(chǎn)品標記模糊不等。（2）電性能變化。由于凝露和吸附作用，使絕緣材料的表面絕緣電阻下降。另外，由于水分的吸收和擴散（滲透）作用，使絕緣材料的體積電阻下降，損耗角增大，從而產(chǎn)生漏電流。對于整機設(shè)備，將會導致靈敏度降低、頻率漂移等。（3）腐蝕作用。濕熱試驗一般不能作為腐蝕試驗。濕熱的腐蝕作用是由于空氣中含有少量的酸、堿性雜質(zhì)，或由于產(chǎn)品表面附著如焊渣、汗?jié)n等污染物質(zhì)而引起間接的化學和電化學腐蝕作