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        軍用電子元器件的可靠性強化試驗方案研究

        2021-12-24 12:46:27韓璞輝劉娟
        消費電子 2021年10期
        關(guān)鍵詞:薄弱點軍用元器件

        韓璞輝 劉娟

        在軍用電子元器件的開發(fā)程序中,必須要經(jīng)過十分嚴格且多次的驗證試驗,用來驗證元器件是否符合通用標準。可靠性強化試驗是最主要的驗證試驗之一,它對于識別元器件的弱點和加強元器件的可靠性十分重要。

        可靠性強化試驗需要在軍用電子元器件的機理的不改變的前提下,不斷施加越來越大的環(huán)境應(yīng)力,以快速地發(fā)現(xiàn)軍用電子元器件中的質(zhì)量薄弱點。可靠性強化試驗能夠有效地發(fā)現(xiàn)電子元器件的質(zhì)量缺陷,從基礎(chǔ)上為電子產(chǎn)品的可靠性把關(guān),因此是世界范圍內(nèi)常用的質(zhì)量考核手段之一。

        本文設(shè)計改進原有的強化試驗方法,創(chuàng)造了更加合理的試驗環(huán)境,以期增強軍用電子元器件可靠性強化試驗的效率。

        (一)傳統(tǒng)可靠性強化試驗方案的薄弱點分析

        常用的傳統(tǒng)增強可靠性的試驗計劃中進行相同類型的單個試驗,可以有效地提高一些具有高可靠性和低故障率的產(chǎn)品的測試效率。

        然而,對于軍用電子元器件來說,單一的可靠性強化內(nèi)容不一定會觸發(fā)故障點,引發(fā)故障,但是在連續(xù)試驗內(nèi)容或者在更大的應(yīng)力下,會引發(fā)次生故障,可能會對后續(xù)試驗的過程造成影響。如果在可靠性增強試驗期間有任何部件產(chǎn)生故障,就會增加修復時間,造成試驗進程效率低下。在可靠性試驗前,這些電子元器件已經(jīng)過環(huán)境測試,一定程度上會導致其可靠性下降;然而傳統(tǒng)的測試,故障出現(xiàn)的概率雖然是隨機的,但是與試驗順序的安排、施加應(yīng)力的大小、試驗強度對引發(fā)故障的門限閾值都有關(guān)聯(lián),因此需要對可靠性強化試驗作出調(diào)整。

        (二)可靠性強化試驗改進措施

        試驗的設(shè)計是提高可靠性試驗工作的核心。測試試驗的開發(fā)必須首先明確電子元器件檢測的缺點,也應(yīng)該規(guī)避在試驗過程中施加的應(yīng)力,而改變的元器件本身的機理。以及在試驗過程中遇到的問題,應(yīng)盡早停止試驗。

        改進的試驗方案可以很好地保證后試驗過程的進展,有效地防止過度應(yīng)力所造成的影響。改進方案分為兩個階段進行試驗:

        第一階段的核心是運用較低的應(yīng)力,在技術(shù)條件限制極限以上,與相同類型的軍用電子元器件的經(jīng)驗相對比,在最終應(yīng)力大小與限制條件應(yīng)力極限值之間設(shè)置一定的余量。

        第二階段的核心是在試驗中分段提高所施加的應(yīng)力。在第一階段的試驗中電子元器件狀態(tài)完好,表明該器件尚未受到極限應(yīng)力值,則轉(zhuǎn)入第二階段試驗,逐漸增大所施加的應(yīng)力,直到達到元器件測試指標的要求,或者達到元器件設(shè)計指標的上限值。

        因為可靠性強化試驗存在著極限,在試驗中逐漸地加大應(yīng)力,存在著電子元器件故障暴露的問題,并且對試驗設(shè)備也要求很大,在以前試驗中曾出現(xiàn)因為設(shè)備故障影響試驗進程的情況發(fā)生,所以改進后的試驗方案對最大應(yīng)力進行了極限設(shè)置。

        (一)試驗準備

        根據(jù)改進后的軍用電子元器件的可靠性強化試驗方案,對某軍用電子元器件的7個部件實施可靠性強化試驗,以測試改進方案的有效性。元器件的狀態(tài)和試驗設(shè)備在試驗前經(jīng)過檢查,參試儀器與設(shè)備均在檢定有效期內(nèi),被試軍用電子元器件外觀檢查良好,具備正常功能。對此7個部件開展改進的可靠性強化試驗。具體情況如表1所示。

        本次試驗發(fā)現(xiàn),容易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)是:受到試驗所加應(yīng)力影響,部分器件出現(xiàn)焊點松動、疲勞斷裂等現(xiàn)象,尤其在溫度試驗中故障更易被觸發(fā)。

        (二)結(jié)果分析

        分析試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),該軍用電子元器件在一個成熟的試驗中得到了充分的實現(xiàn),在其他模型中驗證了一些薄弱點,這個軍用電子元器件可靠性增強試驗中的每個部件的故障數(shù)量較低,總體可靠性水平較高。試驗揭示了一些項目和流程中仍然存在的缺陷,這是進一步改進的基礎(chǔ)。

        試驗表明,傳統(tǒng)方法在試驗環(huán)境中容易出現(xiàn)故障,會對軍用電子元器件的可靠性產(chǎn)生一定影響,也對后面強化可靠性試驗產(chǎn)生影響。而改進后的軍用電子元器件可靠性強化試驗則避開了這些問題,有效地提高了試驗的準確性和效率。

        本文對軍用電子元器件可靠性強化試驗在傳統(tǒng)的方法上加以改進,分階段進行的試驗的方案。并通過了實例分析,驗證了改進后的方案的正確性和可行性。但是因為不同試驗個體在經(jīng)受試驗的時候可能存在著差異,這個方法還要在不同的測試中不斷改進,從而進一步加強該試驗方案的可行性。

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