可靠性测试
 

  可靠性试验是对产品的可靠性进行调查、分析和评价的一种手段。可靠性试验一般可分为工程试验和统计试验。工程试验包括环境应力筛选试验和可靠性增长试验;统计试验包括可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。
   目前我国的可靠性工作主要还是在测试阶段。
   为了测试可靠性,需要作加速测试(也就增加应力,应力:就是指外界各种环境对产品的破坏力),使缺陷迅速显现;经过大量专家、长时间的统计,找到了一些增加应力的方法,转化成一些测试的项目。

 
     
   一、环境应力筛选测试  
 

产品在使用过程中,有不同的使用环境,会受到不同环境的应力;为了确认产品能在这些环境下正常工作,国标、行标都要求产品在环境方面模拟一些测试项目,这些测试项目包括:

1). 高温测试(高温运行、高温贮存);

2). 低温测试(低温运行、低温贮存);

3). 高低温交变测试(温度循环测试、热冲击测试);

4). 高温高湿测试(湿热贮存、湿热循环);

5). 机械振动测试(随机振动测试、扫频振动测试);

6). 汽车运输测试(模拟运输测试、碰撞测试);

7). 机械冲击测试;

8). 开关电测试;

9). 电源拉偏测试;

10).冷启动测试;

11).盐雾测试;

12).淋雨测试;

13).尘砂测试;

上述环境试验的相关国家标准如下:
 
 
  • 低温试验
    按GB/T 2423.1—89 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低温试验》;
    GB/T 2423.22—87 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法温度变化试验方法》
    进行低温试验及温度变化试验。
    温度范围:-70℃~10℃。
 
 
  • 高温试验
    按GB/T 2423.2—89 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法高温试验》;
    GB/T 2423.22—87 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法温度变化试验方法》
    进行高温试验及温度变化试验。
    温度范围:10℃~210℃
 
 
  • 湿热试验
    按GB/T 2423.3—93 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法恒定湿热试验》;
    GB/T2423.4—93 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法交变湿热试验》
    进行恒定湿热试验及交变湿热试验。
    湿度范围:30%RH~100%RH
 
 
  • 霉菌试验
    按GB/T 2423.16—90 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法长霉试验》进行霉菌试验。
  • 盐雾试验
    按GB/T 2423.17—93 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法盐雾试验》进行盐雾试验。
  • 低气压试验
    按GB/T 2423.21—92 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低气压试验》;GB/T2423.25—92 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法低温/低气压试验》;GB/T2423.26—92 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法高温/低气压试验》;
    进行低气压试验,高、低温/低气压试验。试验范围:-70℃~100℃0~760mmHg20%~95%RH。
  • 振动试验
    按GB/T 2423.10—95 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法振动试验》进行振动试验。频率范围(机械振动台):5~60Hz(定频振动5~80Hz),最大位移振幅3.5mm(满载)。频率范围(电磁振动台):5~3000Hz,最大位移25mmP-P。
  • 冲击试验
    按GB/T 2423.5—95 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法冲击试验》进行冲击试验。冲击加速度范围:(50~1500)m/s2。

    碰撞试验
    按GB/T 2423.6—95 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法碰撞试验》进行碰撞试验。
  • 跌落试验
    按GB/T 2423.7—95 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法倾跌与翻到试验》;
    GB/T2423.8—95 《电工电子产品环境试验第二部分:试验方法自由跌落试验》进行跌落试验。
 
  说明:上面13项比较全面地概括了产品在实现使用过程中碰到的外界环境;实际测试时,因为各产品本身属性的相差较远、使用环境相差也很大,各公司可以根据产品的特点,适当选取、增加一些项目来测试;也可以根据产品特定的使用环境与使用方法,自行设计一些新测试项目,以验证产品是否能长期工作。
测试条件:不同的产品测试条件不一样,至少满足国/行标。要测试一种产品的可靠性,找到这种产品的国/行标是必需的,按照国/行标的要求和指引找出必须的测试项目与各项目的测试方法,从而进行环境测试。
 
  同一种产品,在不同的阶段,测试条件也不一样;一般而言,产品会经过研发、小批量试产、批量生产三个不同的阶段。在研发阶段,测试条件最严(应力最大)、测试延续的时候最短,为了发现设计缺陷,扩大设计余量;小批量试产阶段,测试应力适中、测试时间适中,为了考察产品是否达到基本的可靠性水平;批量生产阶段,测试应力最小、测试时间较短,为了确认生产工艺条件的稳定性。  
 

加速环境试验技术

 
传统的环境试验是基于真实环境模拟的试验方法,称为环境模拟试验。
  加速环境试验  

激发试验(Stimulation)通过施加激发应力、环境快速检测来清除产品的潜在缺陷。
施加的应力可以是温度、振动、压力和湿度(即所谓“四综合”)及其他应力,应力的组合亦是有些场合更为有效的激发方式。高温变率的温度循环和宽带随机振动是公认最有效的激发应力形式。加速环境试验有2种基本类型:加速寿命试验(Accelerated Life Testing)、可靠性强化试验(Reliability Enhancement Testing)。

1加速寿命试验(ALT)

加速寿命试验只对元器件、材料和工艺方法进行,用于确定元器件、材料及生产工艺的寿命。

加速寿命试验是基于如下假设:即受试品在短时间、高应力作用下表现出的特性与产品在长时间、低应力作用下表现出来的特性是一致的。为了缩短试验时间,采用加速应力,即所谓高压加速寿命试验(HALT)。

 

2、可靠性强化试验(RET)

可靠性强化试验(RET)的目的是通过系统地施加逐渐增大的环境应力和工作应力,来激发故障和暴露设计中的薄弱环节,从而评价产品设计的可靠性。
进行RET的理想时间是在设计周期的末期。通常RET的做法是施加预定的环境应力和工作应力(单独加、顺序加或同时加),从小量级开始,然后逐步增加直到出现以下3种情况:
全部试样失效;
应力值大大超出服役期望值;
出现非相关失效。(非相关失效是指服役中不可能出现的失效模式)

 
 

3、其它类型加速环境试验

可靠性试验还包括可靠性统计试验,即可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。核心是通过高量级的加速环境试验数据去评估试样在低量级的服役环境中的可靠性水平。
 
 
   
 
 
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