(电子产品)环境试验简介-611课件

1、(电子产品)环境试验简介_611单击此处添加副标题(电子产品)环境试验简介_611(电子产品)环境试验简介_611单击此处添加副标题（电子产品）环境试验 环境试验简介欢迎第1页，共71页。（电子产品）环境试验 环境试验简介第2页，共71页。环境试验 将电子电工产品（包括材料）暴露在自然或模拟环境中，以此来评价器件、设备、系统在实际储存、运输、使用环境条件下的性能。第3页，共71页。为何需要做环境试验 质量是产品价值的基础，产品投放市场后发生质量问题时，性能的损坏程度并不直接影响产品成本，对厂商来说最大损失莫过于品牌信誉的丧失。为避免这些损失，在产品投放市场之前，就必须要对产品做质量鉴定。环境试

2、验不仅能够通过模拟试验和产品寿命老化试验对产品进行质量鉴定，同时还是质量保证体系中必不可少的一环。 第4页，共71页。环境试验分类环境试验就其手段来分主要有:自然暴露试验: 将样品（产品或材料）在自然环境条件下进行暴露和测试 。人工模拟试验: 通过试验仪器（温湿度箱、振动台、模拟运输台等）模拟产品在运输和使用过程中的气候及机械环境的试验。 现场试验： 将产品在实际使用条件下进行考察试验。 第5页，共71页。自然暴露试验的作用 通过自然暴露试验可以获得产品在自然环境条件下电参数的变化规律、失效情况、失效水平和失效原因，还可以了解产品制造过程中材料、工艺、涂敷层等性能的稳定性和防护能力。自然暴露试

3、验可以为研究人工模拟试验方法及其转换关系提供数据资料，还可以用来验证和比较加速试验的有效性。 第6页，共71页。自然暴露试验的局限性试验条件不能控制，在一定程度上影响了试验的再现性；另外自然暴露试验的试验周期长，有时跟不上产品的发展。 第7页，共71页。人工模拟试验 按产品在储存、运输、使用过程中所遇到的环境条件可分为 ：气候环境试验:包括高温、低温、湿度、气压、风雨等；机械环境试验:主要包括冲击、振动、跌落、摇摆、噪声、恒定加速等；生物、化学环境试验:包括霉菌、盐雾、二氧化硫等。其它环境试验：三综合（温度、湿度和震动），Highly Accelerated Life Test (HALT)，

4、Highly accelerated stress screen (HASS)，Environment Stress Screening (ESS)第8页，共71页。人工模拟试验优缺点人工模拟试验与自然暴露试验相比，可以加速和强化试验，节省时间且随时都可以进行，试验参数易控制，再现性好；其不足之处是当条件和试验程序选择不当时，会使试验失真，以至得出错误结论。 第9页，共71页。现场使用试验优缺点产品在现场使用期间，受到各种环境因素的综合作用，所以比单一或组合试验更能暴露产品存在的问题。可见，现场使用试验的结果是最真实的，也是最有说服力的。其不足之处是周期长，成本高。 第10页，共71页。何时做

5、环境试验环境试验贯穿于电子电工产品的设计、试制、生产、销售、使用的全过程，在不同的阶段其所起的作用及表现的形式都不一样。环境试验可以在产品的设计阶段的原材料认证、研制阶段的可靠性增长、定型阶段的可靠性统计、生产过程的环境适应性、出厂前的环境筛选中发挥重要作用。 第11页，共71页。环境试验的作用在产品的设计、研制阶段，环境试验用于考核所选用的元器件、设计的结构、采用的工艺等能否满足实际环境的要求和存在的缺陷。为节省时间和充分暴露产品的薄弱环节，用加速寿命老化试验的形式即根据不同的环境应力因素，采用不同的加速因子，以强化和加速进行。 第12页，共71页。环境试验的作用在产品的定型阶段，环境试验用

6、于确定产品在预定的环境下技术指标能否达到设计要求、正常工作情况下能否保证设计的寿命、能否满足安全要求。在此阶段的环境试验是环境适应性试验即采用产品储存、运输、使用过程中实际的环境条件下进行。 第13页，共71页。环境试验的作用在产品正常生产阶段、生产工艺有重大变更或当生产了相当一段时间后，环境试验用于检查产品的工艺质量或检查其质量的稳定性。在此阶段的环境试验也是环境适应性试验。在产品的终检阶段，环境试验通过施加非破坏性应力检查所有产品以消除早期失效、减少不合格产品数目并在合格产品投入使用前试工作一段时间稳定产品性能。此一阶段的环境试验是环境筛选试验。 第14页，共71页。环境试验的作用环境试验

7、还可用于安全性检查，检查产品是否存在有危害健康、生命及财产的问题。例如：用恒定加速度试验来检查安装、连接的牢固性。当用环境试验设备来考核安全性时，通常采用比正常试验高的试验条件。 第15页，共71页。环境试验重要性 环境试验是评价产品器件、系统及其包装件在实际储存、运输、使用环境条件下的环境适应性能的重要手段，是考察和保证产品的质量的重要手段 。第16页，共71页。（电子产品）环境试验 人工模拟试验机械环境试验第17页，共71页。机械环境试验 模拟产品在运输（包装状态）过程中和使用（非包装状态）过程中所受到的机械力作用的环境。第18页，共71页。机械环境试验分类： 机械环境试验主要包括冲击、振

8、动、跌落、弹跳、摇摆、噪声、恒定加速、堆码、模拟运输等。 第19页，共71页。机械环境：冲击 冲击基本参数：1、冲击波形， 2、加速度峰值， 3、脉冲持续时间 Half-sine wave, 50 g, 11 ms Square wave, 50 g, 13 ms第20页，共71页。机械环境：冲击 常用标准和设备：GB/T2423.5-1995/电工电子产品环境试验(冲击) IEC68-2-27/Basic environmental testing procedures Part 2:Tests-Tests Ea and guidance : Shock 震动台 机械冲击台第21页，共71页

9、。机械环境：碰撞 碰撞参数及试验设备： 1、碰撞波形， 2、加速度峰值， 3、脉冲持续时间 碰撞台 震动台第22页，共71页。机械环境：碰撞 碰撞标准：GB/T2423.6-1995/电工电子产品环境试验(碰撞)IEC68-2-29/Basic environmental testing procedures Part 2:Tests-Test Eb and guidance : Bump 第23页，共71页。机械环境：跌落 跌落参数及试验设备： 1、跌落方式， 2、跌落高度， 3，跌落次数第24页，共71页。机械环境：振动 振动试验分类： 1、正弦振动 2、随机振动 3、复合振动第25页，共

10、71页。机械环境：正弦振动 频率(Frequency) : Hz； 位移(Displacement) : mm pk-pk or pk； 速度(Velocity) : m/s pk； 加速度(Acceleration): m/s2 pk； 扫描速率(Octave)； dB（斜率）。第26页，共71页。机械环境：正弦振动扫频速率: 扫频速率可分为线性扫描和对数扫描速率。 线性速率(Hz/s): 每秒变动相同的频率； 对数速率(Octave/s): 每秒变动相同的Octave,越高的频 率,对数速率变动越快； 在实际的运用上,对数速率较常被应用。- 振动测试最主要的目的是让被测试物件疲劳等- 我们

11、希望的测试是让待测物在每个频率上获得相同次数的振动（疲劳）- 因此越高频所需的测试时间越短，扫描速率可以越快.- 对数扫描真好符合。第27页，共71页。机械环境：正弦振动 共振频率搜索试验 1.扫描频宽 2.扫描速率 3.位移（加速度）正弦驻留 1.驻留频率 2.驻留时间 3.位移（加速度）正弦振动 1.扫描频宽 2.扫描速率 3.位移（加速度） 4.振动时间第28页，共71页。机械环境：正弦振动 第29页，共71页。机械环境：正弦振动 共振频率搜索试验：找样品共振点第30页，共71页。机械环境：正弦振动 定频振动 在产品的共振点上进行一定时间的定频振动试验第31页，共71页。机械环境：随机振

12、动 随机信号即为我们一般常说的杂讯。随机测试中，所有的频率共同激发测试物。基本参数为：频率(frequency), 加速度(acceleration),功率谱密度(power spectral density)及测试时间(time).加速度的定义为均方根值(root mean square)而非峰值(peak).峰值于随机振动测试是沒有意义的,就随机讯号而言,永远可能产生无限大的峰值.第32页，共71页。机械环境：随机振动 第33页，共71页。机械环境：随机振动V正弦振动 随机振动测试的优点:1、随机振动比正弦振动测试更能表现出真实的环境状况； 多数零件或是机器的损坏都是能量造成的破坏，而随机

13、振动测试所使用的PSD正是能量的表示。2、随机振动测试可以同时激发所有的共振频率。3、随机振动测试运用的统计方法较正弦测试佳。随机振动测试的缺点:1、随机测试所激发的g值较正弦测试小。2、随机测试无法针对测试产品某一零件做评估第34页，共71页。 （电子产品）环境试验 人工模拟试验气候环境试验第35页，共71页。气候环境试验 针对电子产品在储存或工作中的气候环境模拟的试验（一般为有代表性的气候模拟或模拟极端的气候条件）。 包括温度、湿度、气压和淋雨等。第36页，共71页。气候环境试验 试验箱尺寸 1. 样品体积等于或小于0.001立方米时： (1) 散热功率小于或等于50W时,样品任一面相对于

14、箱壁的最小距离不得小于10厘米。 (2)散热功率大于50W时,样品任一面相对于箱壁的最小距离不得小于20厘米。2.样品体积大于0.001立方米时： 试验箱统计与样品统计的比值不得小于5:1,样品应尽可能置于试验箱的中央位置, 以便样品的任何一以便試件之任何一部分与试验箱保持足够的空间。 第37页，共71页。气候环境试验种类 温度试验： 高温、低温、温度循环、快速温变、 温度冲击等；温湿度试验：高温高湿、高温低湿、低温低湿，温湿度循；气压试验：气压（高度）试验；淋雨试验：淋雨试验、积冰/冻雨试验等。 第38页，共71页。高温试验及分类高温试验： 高温试验是考察电子产品（材料）在酷热的环境下的存储

15、和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使其功能退化。高温试验分类： 1、高温存储试验（模拟高温存储环境） 2、高温工作试验（模拟、考察产品工作极限高温环境） 第39页，共71页。高温试验的影响高温试验的主要影响：热老化氧化、开裂化学反应 软化、融化、升华 粘度降低、挥发 膨胀 高温试验的失效模式：绝缘损坏增加机械应力增加机械磨损 改变电特性（电阻、电容等） 润滑特性丧失密封试件产生高压 第40页，共71页。高温试验标准GB/T2423.2-2001/电工电子产品环境试验(B高温)。（IEC GJB150.3-86/军用设备环境试验方法 高温试验 。IEC68-2-2/Amendment 2 B

16、asic environmental testing procedures Part 2:Tests-Tests B: Dry heat 第41页，共71页。低温试验及分类低温试验： 低温试验是考察电子产品（材料）在低温环境下的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使其功能退化。低温试验分类： 1、低温存储试验（模拟低温存储环境） 2、低温工作试验（模拟、考察产品工作极限低温环境） 第42页，共71页。低温试验的影响低温试验的主要影响：液体粘度增加和凝固结露和结冰材料的脆化和硬化 粘度降低 、固化收缩 低温试验的失效模式：不同材料收缩特性而使零件卡死机械强度丧失改变电特性（电阻、电容等）

17、润滑特性丧失增加机械磨损样品不能启动 第43页，共71页。低温试验标准GB/T2423.1-2001/电工电子产品环境试验(A低温) GJB150.4-86/军用设备环境试验 低温试验 IEC68-2-1/Amendment 2 Environmental testing part 2:Tests-Tests A: Cold 第44页，共71页。温度循环试验及分类温度循环试验： 高温试验是考察电子产品（材料）在温度变化环境下的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使其功能退化。高温试验分类： 1、高低温循环（模拟缓慢温度变化环境20/min) 第45页，共71页。温度循环试验的比较温度冲击

18、试验温度循环试验温度变化速率急剧（20 /min)缓慢（5 /min ）循环次数510个循环（多至1000循环）510个循环（多至1000循环）试验时间短长用途膨胀系数不同引起连接剥离通过长时间试验发现腐蚀倾向膨胀系数不同龟裂后进水长时间地多次循环后出现应力疲劳水份进入导致腐蚀及短路模拟、调查分析现场失效的相关性第46页，共71页。温度循环试验标准GB/T2423.22-2002/电工电子产品环境试验(温度变化)GJB150.5-86/军用设备环境试验方法 温度冲击试验IEC68-2-14/Basic environmental testing procedures Part 2:Change

19、 of temperatureIEC68-2-30/Basic environmental testing procedures art 2:Tests Db and guidance: Damp heat, cyclic第47页，共71页。湿度试验 湿度试验： 湿度试验是考察电子产品（材料）在不同湿度环境下的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使其功能退化。第48页，共71页。高温高湿高温高湿材料吸湿膨胀，材料腐蚀、磨损增加，元器件吸湿和退化、电路结露等。模拟无气候控制的仓库和热带湿热气候环境。试验标准：1、GB/T2423.3-93/电工电子产品基本环境试验规程(恒定湿热试验方法)

20、2、GB/T2423.9-2001/电工电子产品环境试验(恒定湿热) 3、GJB150.9-86/军用设备环境试验方法 湿热试验 第49页，共71页。高温低湿高温低湿材料干裂，润滑失效，静电击穿等。模拟沙漠高温干燥气候环境。试验标准：企业标准、地方标准第50页，共71页。低温低湿低温低湿材料干裂，润滑失效，静电击穿，模拟北方或沙漠（早上和下午时）低温干燥的气候环境。试验标准：企业标准，地方标准第51页，共71页。温湿度循温湿度循材料疲劳、材料吸湿和膨胀、绝缘性能退化、化学腐蚀和氧化、元器件退化。利用“呼吸”效果，考察样品在温湿度变化的环境下的适应能力。第52页，共71页。温湿度循试验标准GB/

21、T2423.4-93/电工电子产品基本环境试验规程(交变湿热试验方法)IEC68-2-38/Basic environmental testing procedures part 2:Test Z/AD:Composite temperature/humldity cyclic test第53页，共71页。气压（高度）试验 气压（高度）试验： 气压（高度）试验是考察电子产品（材料）在不同气压的环境下的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使其功能退化。 第54页，共71页。气压（高度）试验 高压：压缩、变形 ，产生机械故障和密封失效。 模拟高压工作环境。低压：膨胀、空气的电气强度降低、电晕

22、和臭氧的形成、减慢冷却，产生机械故障，泄漏（密封失效），闪络，过热。 模拟低压（高海拔、高空、太空等）工作环境，一般随气压降低，温度也相应降低（每升高1千米，温度下降6度）。 第55页，共71页。气压（高度）试验标准 GJB150.2-86/军用设备环境试验方法 低气压(高度)试验GJB150.6-86/军用设备环境试验方法 温度-高度试验GJB150.19-86/军用设备环境试验方法 温度-湿度-高度试验IEC68-2-13/Basic environmental testing procedures Part 2:Tests Low air pressure 第56页，共71页。淋雨试验

23、淋雨试验：确定样品外壳的防雨渗透的功能，考察样品在遭受雨淋时和淋雨后的功能。积冰/冻雨试验：样品在露天环境下受到降雨、雾、海浪飞沫或其它原因而引起冰的积聚对其工作性能的影响。 第57页，共71页。淋雨试验标准GJB150.8-86/军用设备环境试验方法 淋雨试验GJB150.22-87/军用设备环境试验方法 积冰/冻雨试验GJB2423.38-08/水试验方法和导则第58页，共71页。其它气候试验及标准GJB150.12-86/军用设备环境试验方法 沙尘试验GB2423.37-06/沙尘试验第59页，共71页。（电子产品）环境试验 人工模拟试验生物、化学环境试验第60页，共71页。生物、化学环

24、境试验 模拟产品在存储、运输和使用中可能遭受的化学和霉菌环境。第61页，共71页。霉菌试验 霉菌试验是考察样品可能长霉的程度，以及长霉对样品性能或其它使用的可能影响。 黑霉菌 链霉菌第62页，共71页。霉菌试验 霉菌试验的主要目的：1、考察样品材料是否会长霉，如果长霉，则需要确定长霉的种类；2、考察样品上长霉的速度；3、霉菌生长以后是否会对影响样品的安全使用；4、样品是否能在该环境下有效存储；5、是否有简单的恢复处理方法，如擦掉滋生的霉菌。第63页，共71页。霉菌试验的物理影响 可能出现的物理影响：1、电气系统或电子系统：直接或间接侵蚀均可导致电气或电子系统的损坏。霉菌生长能越过绝缘材料形成不希望的电气通路。2、光学系统：