可靠性与环境试验简介课件

可靠性与环境试验简介开发2部/叶玲玲可靠性定义产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力（概率），就叫做电子产品的可靠性。可靠性试验是对产品进行评价的各种试验如增长、筛选、验证、验收、统计等。环境试验是检验产品对各种环境应力的适应性，快速暴露产品缺陷的试验，是可靠性试验的主要技术手段。可靠性是质量的重要组成部分，它具有自已的特征，即综合性、时间性和统计性。综合性是指从全寿命期内来衡量产品的优劣；时间性是指在整个寿命周期内，在规定的使用环境条件内保持出厂规定功能的能力；统计性是指通过大量统计数据积累得出具有规律的数据。可靠性的重要性1、关系到企业的生存和壮大2、关系到使用者的安全3、提升企业形象，减少维护费用。4、是军事产品中重要的技术指标。可靠性基础知识10℃规则当讨论产品在不同环境下的使用寿命时,一般采用“10℃规则”的表达方式。即当周围环境温度上升10℃时，产品寿命就会减少一半；当周围环境温度上升20℃时，产品寿命就会减少到四分之一。这种规则可以说明温度是如何影响产品寿命（失效）的。电容器的估计寿命用下述公式表示：其中，L0表示最高工作温度下的寿命，Tmax表示最高工作温度，Ta表示实际环境温度。由此可见，如果环境温度每升高10℃，电容器寿命将下降一倍！温度对元器件的影响温度对电容器的影响主要是每升高10℃，使用时间就要下降一半，绝缘材料的性能也下降。温度的升高会导致电阻器的使用功率下降。如碳膜电阻，当环境温度为40℃时，允许的使用功率为标称值的100%；环境温度增到100℃时，允许使用功率仅为标称值20%。又如RJ-0.125W金属膜电阻，环境温度为70℃时，允许使用功率仅为标称值的20%。温度的变化对阻值大小有一定的影响，温度每升高或降低10℃，电阻值大约要变化1%。应力的定义当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力（Stress）。或物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。环境应力是指外界各种环境对产品的破坏力，如产品在85℃下工作受到的应力，比在25℃下工作受到的应力大；在高应力下工作，产品失效的可能性就大大增加了。快速的温差变化，宽范围的温差、强烈的震动、冲击都是环境应力的表现形式。环境试验目的1观察产品在各种环境下的适应性和耐受性2排除早期失效提高产品的质量3为失效分析提供验证数据和有效的信息4为寿命试验和加速寿命试验提供试验手段环境试验的方法：A：低温。B：高温。C：恒定湿热。D：交变湿热。E：冲撞（冲击、碰撞、倾跌、自由跌落）。环境试验的意义确定产品在各种环境条件下工作或储存时的可靠性，为设计、生产、使用提供有用的信息。充分暴露产品的潜在缺陷，为产品的改进、减少维修费用及保障费用提供信息。确认是否符合产品交收的可靠性定量要求。发现-分析-纠正的循环过程，不断提高产品质量。环境试验的试验顺序电子电工产品的环境试验方法很多，这就有一个试验顺序的问题。所谓试验顺序，是指对同一产品进行二种或二种以上的单因素人工模拟试验时，应先进行什么试验，后进行什么试验。试验顺序通常对试验结果是有影响的，如果选择不当会造成试验结果不真实，甚至造成试验中断，所以必须合理的确定试验顺序。参照GJB150.1的附录A“环境试验顺序表”(1)根据试验目的来确定试验顺序(2)根据实际遇到的环境因素来确定试验顺序(3)根据能对产品产生最大的影响来确定试验顺序(4)根据试验的经费和时间确定试验顺序试验顺序对产品的影响湿热试验后低温试验湿度试验会对产品的缝隙存有水，低温结冰时会扩大缝隙。振动与湿度的关系振动导致两种材料的结合缝隙扩大，湿热试验水汽更容易进入。湿热试验后温度循环的影响湿热后残存的水汽在温度循环加点工作中，容易形成电解，导致离子迁移。温度应力对产品的影响温度应力对产品的影响塑料封装高温离层(爆米花)现象表贴器件（SMD）在经过再流焊后容易发生失效，失效现象常表现为开路、半开路或时好时坏，失效原因是封装塑料发生热开裂（这种裂缝发生在内部，用显微镜进行外观检查时也不可能发现）。其失效机理是：因表贴器件芯片外面包封的塑料很薄，很少，外部的潮气容易浸入内部。表贴工艺（SMT）是将器件整体加热而不是只对管腿加热（例如：波峰焊、烙铁焊），并且加热时间长（一般215℃～240℃，时间1～2分钟）。当封装体内有潮气，表贴再流焊时，潮气受热膨胀（水分子体积可扩大40倍），造成封装塑料开裂。开裂的发生与塑料体内含湿量、芯片尺寸、塑料包封的厚度，管脚引线与塑料的粘合状况以及再流焊时受到的温度冲击等因素有关。湿度对产品的影响（1）物理性能的变化。潮湿环境可以引起材料的机械性能和化学性能的变化，如体积膨胀、机械强度降低等。由于吸潮，使密封产品的密封性降低或遭破坏、产品表面涂敷层剥落、产品标记模糊不等。（2）电性能变化。由于凝露和吸附作用，使绝缘材料的表面绝缘电阻下降。另外，由于水分的吸收和扩散（渗透）作用，使绝缘材料的体积电阻下降，损耗角增大，从而产生漏电流。对于整机设备，将会导致灵敏度降低、频率漂移等。（3）腐蚀作用。湿热试验一般不能作为腐蚀试验。湿热的腐蚀作用是由于空气中含有少量的酸、碱性杂质，或由于产品表面附着如焊渣、汗渍等污染物质而引起间接的化学和电化学腐蚀作