楊春
中國電子科技集團公司第七研究所 廣東 廣州 510310
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,對電子產(chǎn)品提出更高要求。通過提升電子產(chǎn)品硬件模塊化和集成化,提升電子產(chǎn)品運行速度。此外,為給人們提供更加舒適的用戶體驗度,電子產(chǎn)品也得到較好發(fā)展。目前,電子產(chǎn)品規(guī)模逐漸擴大,且也越來越復(fù)雜,人們在使用電子產(chǎn)品過程中時常出現(xiàn)問題,導(dǎo)致電子產(chǎn)品無法正常使用。因此,如何有效解決缺陷,確保電子產(chǎn)品高效、快速、持續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn),已成為當(dāng)下熱點關(guān)注話題?,F(xiàn)階段,市面上對電子產(chǎn)品測試內(nèi)容主要是產(chǎn)品性能及功能,只要產(chǎn)品能順利進(jìn)行即可,缺乏對可靠性的測試,導(dǎo)致電子產(chǎn)品運行不穩(wěn)定。由此可見,加強可靠性強化測試技術(shù)對電子產(chǎn)品測試具有十分重要意義。
可靠性強化測試技術(shù)也稱為高加速壽命試驗,是一種對物理故障的測試技術(shù),其主要是測試電子產(chǎn)品的故障和失效兩個方面。該技術(shù)主要是通過給電子產(chǎn)品主動施加逐漸增大的環(huán)境和強化應(yīng)力(振動、高溫、電應(yīng)力等),讓電子產(chǎn)品主動出現(xiàn)故障,暴露出設(shè)計環(huán)節(jié)、生產(chǎn)工藝、加工環(huán)節(jié)等多方面的問題及不足,并在之后進(jìn)行完善與改進(jìn),從而提升電子產(chǎn)品測試的可靠性。通過循環(huán)施加強化應(yīng)力和改進(jìn)方式,使得電子產(chǎn)品具備較強應(yīng)力承受能力,利于電子產(chǎn)品測試可靠性提升,減少故障發(fā)生。該技術(shù)主要是應(yīng)用電子產(chǎn)品所能承受的最大應(yīng)力,減少電子產(chǎn)品在正常情況下發(fā)生故障時間,對出現(xiàn)故障進(jìn)行優(yōu)化,提升用戶體驗感。由于可靠性強化技術(shù)具有縮短故障發(fā)生時間,快速優(yōu)化故障等優(yōu)勢,因此在電子產(chǎn)品測試中應(yīng)用可靠性強化技術(shù)具有十分重要作用。同時,在電子產(chǎn)品上市前,使用可靠性強化技術(shù)除了能提升用戶滿意度、減少故障發(fā)生幾率,還能有效降低故障維修成本,提升經(jīng)濟效益,從而樹立良好口碑,利于未來更好發(fā)展。
可靠性強化測試技術(shù)的技術(shù)原理是強度-應(yīng)力干涉理論。電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障原因不僅僅是因為使用年限較長,零部件損耗所致,還包括電子產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的失誤,導(dǎo)致故障發(fā)生。由此可見,只需將電子產(chǎn)品潛在的缺陷降到最低,可靠性才能明顯提高。比如電子產(chǎn)品承受應(yīng)力一定,電子產(chǎn)品強度一定情況下,當(dāng)電子產(chǎn)品承受應(yīng)力和強度上限時,將出現(xiàn)故障或失效,如果電子產(chǎn)品性能較好情況下,出現(xiàn)故障或失效可能性較低。電子產(chǎn)品在初樣生產(chǎn)過程中,嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制,確保承受應(yīng)力和強度,避免出現(xiàn)故障或失效。但是電子產(chǎn)品在批量生產(chǎn)過程,由于生產(chǎn)數(shù)量過度,無法嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制,將提升電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障或失效幾率。因此,加強可靠性強化測試技術(shù)應(yīng)用,充分暴露出電子產(chǎn)品生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié),然后優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié),提升電子產(chǎn)品可靠性。
從可靠性強化測試技術(shù)原理角度出發(fā),給電子產(chǎn)品施加超過其承受范圍的應(yīng)力,導(dǎo)致電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障,從而得以優(yōu)化電子產(chǎn)品,將故障降到最低。由此可見,該技術(shù)主要是給電子產(chǎn)品施加足夠的應(yīng)力大小,縮短故障暴露時間。在實際操作過程中,不僅應(yīng)從電子產(chǎn)品種類角度考慮施加應(yīng)力大小,還應(yīng)從產(chǎn)品的本質(zhì)特點進(jìn)行研究。因為產(chǎn)品與硬件失效或出現(xiàn)故障原因不同,硬件出現(xiàn)故障與時間有很大關(guān)系,使用時間越長,硬件出現(xiàn)故障幾率越大。而產(chǎn)品缺陷是指當(dāng)引發(fā)缺陷所有條件都滿足情況下,一旦觸發(fā),就會導(dǎo)致缺陷暴露,引起電子產(chǎn)品故障。故在可靠性強化測試技術(shù)過程中,主要研究引起電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障的觸發(fā)條件,從故障角度出發(fā),解決問題。此外,由于電子產(chǎn)品種類較多,在測試過程中最好使用黑盒測試技術(shù),根據(jù)黑盒測試技術(shù)特點,進(jìn)行測試環(huán)境、測試輸入和測試輸出。由此可見,可靠性強化測試核心技術(shù)包括:①構(gòu)建測試環(huán)境;②輸入滿足電子產(chǎn)品故障的測試輸入;③得到預(yù)期測試結(jié)果。
溫度應(yīng)力測試是指將溫度由低到高進(jìn)行應(yīng)力測試,測試溫度從20℃開始,測試溫度按10℃增加,如果電子產(chǎn)品溫度承受能力較差,可縮小溫度增加量,且測試過程中每階溫度持續(xù)10mim,在此時間內(nèi)進(jìn)行電子產(chǎn)品測試。接下來,逐步增加溫度值,直到達(dá)到電子產(chǎn)品承受溫度應(yīng)力上限,出現(xiàn)故障為止。在溫度應(yīng)力上限時,電子產(chǎn)品無法正常運行,故通過降低溫度應(yīng)力,觀察電子產(chǎn)品是否能正常工作,從而得出電子產(chǎn)品的運行和溫度極限。
快速溫變循環(huán)測試是在溫度應(yīng)力測試后進(jìn)行,根據(jù)溫度應(yīng)力測試上限結(jié)果,在此溫度基礎(chǔ)上增減或減少5~10℃,循環(huán)測試5次。每次循環(huán)測試過程中,在極限位置維持10min,進(jìn)行產(chǎn)品功能測試。
振動應(yīng)力測試根據(jù)電子產(chǎn)品類型及測試環(huán)境確定振動大小、頻率和步長。每次振動時間維持在10min,接下來進(jìn)行功能測試和上下電測試。在高頻率振動測試過程中,由強變?nèi)踹M(jìn)行測試,判斷電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障后是否能恢復(fù)正常運行。
綜合應(yīng)力測試是指隨機溫度和隨機振動相結(jié)合測試方式。溫度變化過程中進(jìn)行5次循環(huán),同時在循環(huán)過程中逐步施加不同振動應(yīng)力大小。一般情況下,起始振動應(yīng)力大小為上限的1/5,溫度在每次循環(huán)過程中維持10min,進(jìn)行功能測試和上下電測試。
綜上所述,隨著電子產(chǎn)品越來越復(fù)雜,在電子產(chǎn)品測試中應(yīng)用可靠性強化測試具有十分重要意義。