环境应力筛选中的故障模式与排故方法分析.pdf环境应力筛选中的故障模式与排故方法分析pdf,环境应力

文件名称: 环境应力筛选中的故障模式与排故方法分析.pdf

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详细说明：环境应力筛选中的故障模式与排故方法分析pdf,环境应力筛选中的故障模式与排故方法分析nvironmental 环境试验颗率影响温度循环效果的参数主要有:温度变化范同、温度变 A—功率谱密度曲线下所覆盖的面积化熜率、上下限温度下的停留时间、循环次数等。当进行温度 GJB1032中规定图3中相应的量值为W2=W2=0.04g2m, 循环时,这些参数会以不同形式影响产品的筛选效昊,选择恰 N,=3dB/act, N,=-3dB/oct, f,20Hz,/2=80Hz,/3-350Ha 当的温度循环参数将人人提高温度循环的筛选效率 f=200k。其等效加速度值为606g。一般认为产品经受04g2 3.2影响温度循环的参数所引发的故障 Hz的随机振动,在2min之内不会产生疲劳损伤,这一条件也 3.2.1温度变化范围引起的故障作为随机振动的基准量值进行应用,使用上述谱形按其它量值温度循环中的温度柲值决定了筛选强度,温度范围表明了进行振动时,其等效时间可按以下公式计算: 产品在每个循环中所经受的热应力/应变。通过选择最佳温度 l=20 极值,可以人人提高筛选效率。选择温度极值的关键是给硬件施加适当应力以析出缺陷而乂不损坏好的产品,所以在选择温式中:t0--等效时间(min) 度极值时应考虑产品贮存温度极值和电了元器件的工作温度极基准振动量值(0.04g2H) 值。 N-实际使用振动量值(g3H 例如某产品进行温度循环过程中,当试验箱内温度降到试表2用一实例来进行说明,实例中假定在故障剔除阶段已验大纲中规定的产品低温工作温度时,产品功能失常,当试验经在0.04g的量值下振功了5min:无故障检验中在0.04g′运行到高温时功能恢复止常,技术人员草率将故障定位到定时 Hz的量值下振动4min后激发出故障,然后用0.01g2/z和0.02g2/器上,因为定时器为该产品的主要功能器件,认为定时器的工 Ⅳz两个量值分别进行20min的酸障调查,最后进行了5min的作温度极值未达到产品工作要求。将产品维修后放入试验箱继无故障筛选。续进行试验,运行刭低温时故障复现。技术人员经过多次维修通常在进行环境应力筛选时随机振动为温循前一次,温与验证后故障仍存在,最后在电路板上引岀导线,逐点进行测循后一次,如果振动故障出现在温循前,故障调査并修复后试后将故障定笠到三极管上。在温循后振动还可能出现故障,需要再次进行故障调查,但采购人员有时过于相信供应商提供的产品性能参数,实际是在0.04g7/H量值下振动而不影响产品寿命的总时间限额为上这些产品的性能根本达不到产品说明书上所列性能,这就要 20min,所以在进行故障调査并验证时各阶段等效时间的总和不求产品从元器件级开始进行筛选,以减小产品的后续排故难度能大丁20mil 3.2.2温度变化速率引起的故障随杋振动能暴露出产品的大部分结构缺陷,但是某些功能温度变化速率以复杂的式影响筛选强度,温度变化速率性缺陷儒要通过温度循环才能暴露岀来,所以环境应力筛选通的物理效应十分复杂,如果一垬材料均匀的加热和冷却,则其讨振动和温度循环共同作用来达到筛选的目的。热应力和应变将与温度变仁速率有关,但是一件产品存在着表 3温度循环过程中的故障面不均匀的热传递、表面与内部之间的热滞后和各部分热惯性 3.1影响温度循环效果的参数不ˉ致等特性,所以在整个受试产品中就可能存在瞬吋温度梯式验阶段试验量值(g2/Hz) 均方根加返度(g) 试验时间(nin) 等效时间(min) 缺陷剔除 0.04 6.0 发现故障 0.04 6.06 3 无故障检验第一次故障查找 5400 0.31 第二次故障查找无故障筛选 0.04 6.06 16.31 表2随机振动故障调查 19210年10月·环境技术 Iw。环境试验度。这种温度梯度及其引起的热应力/应变随着温度变化速率可以忽略不计,不必担心温度循环应力筛选持续时间对产品可的增加而增加。但是如果温度变化速率太高,则有可能损坏受靠性的影响。另一方面,长期以来,电子设备应用中得到的早试产品(如温度冲击)。期故障表明,早期故障一般在交付后使用到50~100期间出现温度变化速率的选择取决于受试产品特性和预期的缺陷性这些信息可作为桷定温度循环次数的参考依据。质。例如对析出像电镀通孔这样一类结构部分的缺陷而言,高 GJB1032中规定不管受试产品的复杂程度和施力应力,任的温度变化速率预期最为有效;相反,对析出钎焊接头处的缺何产品都使用同一个筛选时间,总时间为80~120,这一时陷而言,低的温度变亿速率和在髙温下长的停留时间预期最为间能基本保证所有组装级产品筛选后都去揮其早期故障。对于有效单元和系统来说,这有时间相当丁20~30个循环,但对丁组如某产品进行温度循环过程中,其数码管显示岀现缺失,件来说,由于温度稳定所需时间短,这一时间相当于20~40 最后调査故障原因是由于数码管虛焊造成。这和故障在振动试个循环。验过稈中可能不会显现,但是绎过多次温度循环后,焊部位在筛选过程中,有些单位为了从经费上考虑,绎常想要把会越来越大最后断开,造成功能缺失循坏数定为5个或更少,从早期故嫜暴露时间可以看出,在这 3.2.3上下限温度下的停留时间的影响么短的吋间内并不能将早期故瘴尽可能多的暴露出来。例如某上下限温度下的停留时间决定了产品內部能否达到所需要产品的环境应力选中,前十个循环为寻找障和排故阶段的考核温度,该时间包括元器件温度达到稳定所需要的时间和后十个循环为无欤障运行阶段。试件在前十个循玩中功能检测在温度极氜下浸泡所需要的时间。温度达到稳定的时间取决于正常,在第十个循环结朿后准备进入无故障运行阶段时功能检选用的准则,一般两个选用准则测异常,对试件进行排后继续进行试验,验证排故措施的有第一种准则是:当受试产品口响应最慢的部分的温度与最效性,并保証有十个循环为无故障运行。在该试验中如果循环终温度之差在规定值∧T之內时,就认为实现了稳定。这一准数定为五个,则温度循环根本不能将其早期故障暴露出来,温则的核心是使元器件温度达到某一规定值。在不通电设备筛选度循环也就失去了意义。的情况下,心最终温度是温箱空气极值温度:在通电筛选情况下, 本文借助环境应力筛迒的一般流程,对电子产品在环境应最终温度可以是其他值,具体取决于设各的种类和环境应力筛力筛选过程中暴露出来的故璋模式进行描述,并通过故隨模式选设备。(GJB1032中规定,△T=10℃) 分析探讨了一些排故方法,其中重点讲述了在随机振动过程中第二种准则是:当受试产品口响应最慢的部分的温度变化振动时间和振动应力的关系以及温度循环中各项参数所引发的率达到某一规定最小值时,就认为实现了稳定。故障模式。希望通过该文的讲述能够对大家在今后试验过程中就实验室试验的情况来说,单元和系统级试件在-20℃左的相关排故问题有所帮助。石的环境条件下达到温度稳定一般在90min左右,在-40℃左右的环境条作下达到温度稳定一般要在120min左右。当该时间确定后,和温度极值共同作用,对产品进行筛选,增加筛选的参考文献效果。 []《GJB103290电子产品环境应力筛选方法》国防科学技工业委员会 3.2.4温度循环次数的影响 ]《国家军用标准实施指南》国防科工委军用标准化中心1994.0 温度循环次数影响筛选的有效性和持续时间,对于电子设作者简介备来说,由于基本上是由结构件和电子元器件组成,电子元器康宁民(1962)男第二泡兵装备研究院高级工程师,主要从事武件的基本失效率一般在106/h数量级,这一可靠性水平远高于器装备可靠性研究及环境试验管理工作,任环境实验室主任。产品的可靠性,因此温度循环应力筛选所消耗的元器件的寿命 Envirormental Technology. Oc tober 2010 20

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