电子产品环境适应性测试策略及成因课件

1、电子产品环境试验及成因课程目的对测试部的相关人员普及环境因素对产品的影响、介绍环境条件的选取及国标、为后续产品的可靠性及稳定性测试提供依据、提高测试工作效率 使环境测试针对性更强，为后续产品质量提升打基础提高产品的竞争力课程大纲主要内容介绍基本环境因素及主要影响环境试验顺序选择及一般环境试验过程环境测试条件的选取依据和可能出现实际条件目前产品可靠性测试的主要环境条件影响产品的环境参素单一环境参数主要影响高温条件 对产品的主要影响：热老化包括（氧化、开裂、化学反应）、软化、融化、升华、粘度降低、蒸发、膨胀 引起典型故障：绝缘损坏、机械故障、增加机械应力 、由于膨胀丧失润滑性能或运动部件磨损增大。

2、低温条件 对产品的主要影响：材料脆化、表面结冰、粘度增大和固化、机械强度减低、物理性收缩 引起典型故障：绝缘损坏（材料脆化变质）、开裂、 影响产品的环境参素单一环境参数主要影响 机械故障、由于收缩导致机械强度的降低或润滑性能降低，增大了运动磨损、密封和密封片失效损坏 高相对湿度 对产品主要影响：潮气吸收或吸附、膨胀、机械强度的减低、 化学反应（腐蚀、电蚀）、绝缘体的导电率增加 引起典型故障：物理性损坏、绝缘损坏、机械故障 低相对湿度 对产品主要影响：干燥、脆化、机械强度的降低、收缩、动触 点磨损增大 引起典型故障：机械故障、开裂影响产品的环境参素单一环境参数主要影响高气压 对产品主要影响：压缩

3、、变形 引起典型故障：机械故障、泄漏（密封损坏）低气压 对产品主要影响：膨胀、空气的 电气强度降低、电晕和臭氧形成、冷却速度 降低 引起典型故障：机械故障、泄漏（密封失效）、过热太阳辐射 对产品的主要影响：化学、物理和光化学反应、表面恶化、影响产品的环境参素单一环境参数主要影响 脆化、变色臭氧、加热、不均匀加热和机械应力 引起典型故障：绝缘损坏、参见“高温”砂尘 对产品主要影响：磨损和侵蚀、阻塞、导热性降低、静电效应 引起典型故障：磨损增加、电气故障、过热腐蚀性大气 对产品的主要影响：腐蚀、电蚀、表面劣化、导电率增加、接触电阻增大 引起典型故障：磨损增加、电气故障、机械故障 环境试验的顺序和应

4、用目的主要应用为了从试验顺序的前几项试验获得有关故障趋势的资料，先从最严酷的试验开始，但要将能导致试验样品无法承受进一步试验项目放在顺序的最后试制品试验、通常用于研究样机的性能为了在试验样品损坏前取得尽可能多的资料，试验顺序应以最不严酷试验开始（非破坏性试验）研究性试验、研究样机性能，数量有限采用能给出最严酷影响的试验顺序，某些试验可提前暴露前一些实验引起损坏 元件和设备的标准化鉴定试验采用试验顺序能模拟实际上最可能出现的环境顺序在使用条件已知，设备和整套系统的鉴定试验一般的环境试验的操作顺序环境试验操作顺序预处理（必要时，像防尘密封、噪音测试升温处理背投箱必须封闭）出示状态确认（必要时，投影

5、机光学参数前后变化）条件试验（环境测试方案）中间检测 （运行试验过程监控、VWAS软件执行模式预案等操作）恢复（恢复到常温状态和低温试验烘干处理）最后检测（光学参数和投影机功能确认） 环境测试条件的选取依据低温测试目的模拟实际可能出现环境条件，用于确定产品在特定环境条件下不至于损伤的非散热电工、电子产品低温下贮存和使用的适应性测试电源的可靠性（电解电容的导电介质的粘度增大，导电率降低）测试结构件材料的可靠性（材料脆化物理性收缩可能导致装配干涉）测试PCBA硬件板卡环境适应性（焊接工艺、元件选型、线缆收缩连接导致端子连接失效等物理因素）环境测试条件的选取依据低温条件选取依据主要针对 非散热产品（

6、贮存试验）和散热产品（运行试验）结合设计规格对应的环境规格要求和GB/T 2423.1 -2001-4.1 （ -65C，-55C，-40C，-25C，-10C，5C，-5C）温度渐变还是突变（恒温箱区别较大）温度渐变 使用较多 非散热试验样品温度突变是用以确定经受温度 突变不致产生损伤作用低温贮存和使用的 适应性 散热试验样品温度渐变是验证低温运行的适应性严酷等级主要由试验温度和试验持续时间决定（2h，16h，72h，96h）我国内蒙古根河2010年12月15号出现极寒温度- 45C持续4天环境测试条件的选取依据高温测试目的模拟实际可能出现的环境条件，用于确定经受温度突变而不至于产生损伤的散

7、热和非散热的电工、电子产品高温条件的使用和贮存的适应性测试电源的可靠性（膨胀导致铝电解电容的导电介质外泄、或爆炸导致电源损坏）测试材料的稳定性（材料软化、老化、结构强度降低）测试硬件板卡的可靠性（焊接工艺、元件选型、线缆绝缘介质的氧化导致绝缘失效可能引发的一系列失效）环境测试条件的选取依据高温条件选取依据主要针对 非散热产品（贮存试验）和散热产品（运行试验）结合设计规格对应的环境规格要求和GB/T 2423.2 -2001-4.1 （30C，40C，55C，70C，85C）温度渐变还是突变（恒温箱区别较大）温度渐变 使用较多 非散热试验样品温度突变是用以确定经受温度 突变不致产生损伤作用低温贮

8、存和使用的 适应性 散热试验样品温度渐变是验证高温运行的适应性严酷等级主要由试验温度和试验持续时间决定（2h，16h，72h，96h）广州7月份的一天温度数据最高出现66.2C一般高温伴随着高湿度，通常测试条件为90%RH。环境测试条件的选取依据低气压测试目的低气压的定义：气压低于海平面处的标准气压平均值是101.325kPa模拟实际可能出现的条件，像高海拔地域经常是高温低气压或低温低气压复合条件交替进行，确定元件、设备或其他产品在低气压条件下贮存、运输、或使用的适应性我国西部地区的典型的低气压环境对产品的影响：气压降低导致空气密度相应减小，致使散热能力下降，导致以自然对流、强迫风冷或空气自然

9、散热为主要散热方式的产品温升增高，使产品外壳变形、密封件破坏，造成密封产品失效，加速挥发性物质的挥发，降低产品电气性能等具体的实际环境条件不只是低气压单一的环境要素出现，普遍伴随着低温或高温。环境测试条件的选取依据低气压及温度综合试验的条件的选取依据试验持续时间根据产品的对环境的适应性选取（5m，30m，2h，4h，16h）气压温度选取根据GB2423.25-92及 GB2423.26-92出现低气压环境：航空运输、高纬度及高海拔区域。到目前为止，公司产品没有做过低气压运行或贮存试验，是一个潜在的风险。后续的产品将增加低气压及温度的综合试验，验证产品可靠性。可靠性测试条件选取及依据可靠性包括：

10、包装运输可靠性、整机结构的可靠性包装运输可靠性测试目的：模拟实际运输可能出现的条件，真实再现可能出现条件，验证产品包装材料的本身的缓冲及减震和对产品的保护能力，考核整机本身结构的可靠性，像连接失效、运行失效等出现的实际条件：航空运输、铁路运输、公路运输，运输过程出现的随机颠簸对产品的可靠性提出苛刻的要求遵循的标准：ASTM D 4169 05 （国际运输联盟协会）三种运输方式振动的严重程度依次为空运强于铁路运输强于公路运输公司产品经历的运输方式较多为公路运输，其次为空运，海运较少以上运输产品都是带包装的保护的。可靠性测试条件选取及依据设计初期验证整机结构的可靠性：验证结构的连接可靠性最好采用正

11、选振动。正弦振动在振动台上测试的步骤为现寻找薄弱点（即共振点），找出其中放大倍数最大的点，然后做耐久试验，过程验证结构的连接是否失效正弦振动的测试的基本要素：扫频的范围（一般情况都是低频发现问题）、振动幅值、耐久试验持续时间，低于交越频频时的参数为位移幅值，高于交越频频时的参数为加速度幅值参考的依据：GB/T2423.10-2008随机振动与正弦振动的差异正选振动测试目的： 正弦振动在于找出产品设计或包装设计的脆弱点，看哪一个具体频率响应最大，就是共振点，找到共振点后，在该共振点做驻留测试，确定产品能否承受共振带来的影响，在做包装设计时尽量避开共振点随机振动测试目的： 随机振动验证产品实际应用

12、时的耐振能力，比较接近实际的振动情形正弦振动在任意瞬间只包含一种频率的振动，随机振动在任意瞬间包含频率谱范围内的各种频率振动。应用顺序： 正弦振动再设计初期；随机振动在产品发布前验证 具体差异见附件跌落条件的选取依据跌落测试目的：模拟实际搬运可能出现的粗率搬运造成样品滑落导致局部受到猛烈的冲击，验证产品的结构可靠性以及包装结构的可靠性跌落分类：桥式跌落（旋转面跌落&旋转边跌落）桥式跌落的参考依据：ISTA -3H 使用范围：适应于较大样品带托盘或用叉车搬运、两人一起搬运条件桥式跌落的高度的确定依据：100mm，实际测试设计余量 10%。 测试条件200mm 跌落条件的选取依据一角三棱六面跌落遵

13、循的标准：ISTA-2A标准使用范围：带包装质量小于68Kg的样品搬运过程中不需要多人抬的样品跌落的高度选取依据：防尘等级的选取依据沙尘对产品的影响：侵入密封件和外壳改变电气性能阻滞和磨损运动部件腐蚀表面污染润滑剂阻塞通风口、过滤器等积尘可以成为水汽凝聚的核心，促进腐蚀和霉菌生长测试目的和粉尘条件：由于显示产品为光学精密部件，光路进尘对亮度的衰减有很大的影响，为了验证光路的密闭性及整机的其他部件在灰尘较大环境下运行的可靠性测试用粉尘必须为能通过75微米金属丝直径为50微米的方空筛的干燥滑石粉或类似颗粒大小的不导电粉尘 适用于GB 4208-84 外壳防护等级分类规定的IP5X等级产品防尘等级的选取依据测试条件：产品必须在粉尘试验箱处于正常的通电状态，所有风扇运行。试验箱的粉尘量为2Kg/试验箱内壁应光滑、防静电持续时间8h测量落尘前后的光学数据砂尘参考依据 GB 2423.37-2006噪音测试条件依据噪音测试目的：一般情况下，客户在开会时的环境或会议室环境要求安静，尽量避免非人为的声音影响与会人员的情绪，因此公司的产品有必要在保证系统正常运行的条件下，保证热传的前提条件下尽量降低噪音，是产品竞争优势的一项指标噪音测试遵循GB/T 18313-2001 声学 信息技术设备和通信设备空气噪声的测量。试验环境条件： 2025 相对湿度:45%RH70%RH 气压:86kPa106k