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推动环境应力控制的典型案例

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:环境应力筛选可选用的应力包括:热冲击、温度循环、机械冲击、随机振动、离心加速等。对一般情况下的环境应力筛选,主要使用随机振动和快速温度循环两种应力。据美国对42 家企业进行的调查统计,将热循环与随机振动相结合,可以达到90% 的筛选率。

推动环境应力控制的典型案例

环境应力筛选可选用的应力包括:热冲击、温度循环、机械冲击、随机振动、离心加速等。

对一般情况下的环境应力筛选,主要使用随机振动和快速温度循环两种应力。实践经验表明,大多数缺陷都可以通过这两种应力暴露出来。通常振动应力对于激发工艺原因造成的固定不紧、碎屑、松弛之类的缺陷较为有效。而温度循环则对于发现元器件参数漂移、污染等缺陷较为有效。据美国对42 家企业进行的调查统计,将热循环与随机振动相结合,可以达到90% 的筛选率。如果不具备上述条件,可以采用温度冲击和正弦扫频振动。

通过温度循环可以诱发的故障模式包括:

(1)参数漂移与电路的不稳定性;

(2)电路板开路、短路、分层等缺陷;

(3)电路板腐蚀;

(4)电路板裂纹、过孔缺陷;

(5)元器件松动、装配不当;

(6)开焊、冷焊、焊料不足;

(7)密封失效;

(8)接触不良;

(9)脆性断裂

(10)黏结不牢。

通过随机振动可以诱发的故障模式包括:

(1)电路断开、短路;

(2)元器件装配不当;

(3)相邻元器件短路;

(4)元器件管脚或导线断裂;

(5)虚焊、开焊、冷焊等焊接缺陷;

(6)黏结不牢;

(7)连线松动或连接不好;

(8)晶体缺陷

(9)紧固件或护垫松动;

(10)外来物。

1.恒定高温

恒定高温试验也称为高温老化试验,该试验使产品在规定的高温下连续工作。恒定高温主要用于对元器件的筛选。恒定高温试验的主要参数包括:温度和恒温时间。

典型的恒定高温试验,温度为50℃~70℃,时间为40 ~50 h。恒定高温试验通常在高温试验箱内进行。

2.温度循环

温度循环是使产品经受多次在预定温度水平之间的温度循环变化。温度循环可以加速材料之间热不匹配效应所造成的失效。通常将产品的高、低温储存温度设为进行温度循环的上、下限温度。温度循环试验的主要参数包括:

(1)温度范围一般为-55℃~85℃:

(2)温度循环次数为20 ~40 次;(www.xing528.com)

(3)温度变化率(指试验箱内空气温度变化的平均速率)为5 ~20℃/min。

高、低温的温度稳定时间应取使产品的温度达到稳定的时间。

在进行温度循环试验时,在降温阶段不宜进行通电检测,因为这时通电会使产品发热,从而影响产品的温度变化率。对于产品性能的监测应当在升温阶段进行。温度循环试验一般在试验箱中进行。试验箱中的气流速度十分重要,因为气流速度直接影响产品的温度变化速率。

与恒定高温相比,温度循环是工程中最为常见的一种筛选方法。

3.温度冲击

温度冲击与温度循环的实施过程类似。但是,与温度循环相比,温度冲击的温度变化范围和变化率都较大,产生的热应力较大。温度冲击试验的主要参数包括:

(1)温度上限;

(2)温度下限;

(3)温度上限停留时间;

(4)温度下限停留时间;

(5)温度冲击循环次数;

(6)转换时间。

温度冲击的温度变化率一般不小于30℃/min。

4.扫频正弦振动

进行扫频正弦振动时,振动频率在给定的频段内慢速变化,因此可以在每个频率上都持续一段时间。扫频正弦振动试验的主要参数包括:

(1)最低频率;

(2)最高频率;

(3)加速度峰值;

(4)扫频速率;

(5)扫描时间;

(6)振动轴向数。

5.随机振动

随机振动是在较宽的频率范围内对产品施加振动,产品在不同的频率上同时受到应力,这样可以使产品中具有不同共振频率的元器件或部件都能出现共振。

由于随机振动具有同时激励各种频率的特性,激发故障所用的时间比扫频正弦振动要短得多。

随机振动试验的主要参数包括:

(1)振动频率范围;

(2)功率谱密度;

(3)振动时间;

(4)振动轴向数。

典型的随机振动功率谱密度为0.04 g2/Hz(g 为加速度)。振动时间一般为5 ~20 min。振动频率范围为20 ~2 000 Hz。振动轴向通常为3 个轴向同时或依次进行,也可优先选取产品最敏感的方向进行。在振动过程中,应通电检测产品的性能。

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