可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)在電子產(chǎn)品測(cè)試中的應(yīng)用研究

楊春

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第七研究所 廣東 廣州 510310

前言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)電子產(chǎn)品提出更高要求。通過(guò)提升電子產(chǎn)品硬件模塊化和集成化，提升電子產(chǎn)品運(yùn)行速度。此外，為給人們提供更加舒適的用戶體驗(yàn)度，電子產(chǎn)品也得到較好發(fā)展。目前，電子產(chǎn)品規(guī)模逐漸擴(kuò)大，且也越來(lái)越復(fù)雜，人們?cè)谑褂秒娮赢a(chǎn)品過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致電子產(chǎn)品無(wú)法正常使用。因此，如何有效解決缺陷，確保電子產(chǎn)品高效、快速、持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，已成為當(dāng)下熱點(diǎn)關(guān)注話題?，F(xiàn)階段，市面上對(duì)電子產(chǎn)品測(cè)試內(nèi)容主要是產(chǎn)品性能及功能，只要產(chǎn)品能順利進(jìn)行即可，缺乏對(duì)可靠性的測(cè)試，導(dǎo)致電子產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)對(duì)電子產(chǎn)品測(cè)試具有十分重要意義。

1 可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 主要內(nèi)容

可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)也稱為高加速壽命試驗(yàn)，是一種對(duì)物理故障的測(cè)試技術(shù)，其主要是測(cè)試電子產(chǎn)品的故障和失效兩個(gè)方面。該技術(shù)主要是通過(guò)給電子產(chǎn)品主動(dòng)施加逐漸增大的環(huán)境和強(qiáng)化應(yīng)力（振動(dòng)、高溫、電應(yīng)力等），讓電子產(chǎn)品主動(dòng)出現(xiàn)故障，暴露出設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)工藝、加工環(huán)節(jié)等多方面的問(wèn)題及不足，并在之后進(jìn)行完善與改進(jìn)，從而提升電子產(chǎn)品測(cè)試的可靠性。通過(guò)循環(huán)施加強(qiáng)化應(yīng)力和改進(jìn)方式，使得電子產(chǎn)品具備較強(qiáng)應(yīng)力承受能力，利于電子產(chǎn)品測(cè)試可靠性提升，減少故障發(fā)生。該技術(shù)主要是應(yīng)用電子產(chǎn)品所能承受的最大應(yīng)力，減少電子產(chǎn)品在正常情況下發(fā)生故障時(shí)間，對(duì)出現(xiàn)故障進(jìn)行優(yōu)化，提升用戶體驗(yàn)感。由于可靠性強(qiáng)化技術(shù)具有縮短故障發(fā)生時(shí)間，快速優(yōu)化故障等優(yōu)勢(shì)，因此在電子產(chǎn)品測(cè)試中應(yīng)用可靠性強(qiáng)化技術(shù)具有十分重要作用。同時(shí)，在電子產(chǎn)品上市前，使用可靠性強(qiáng)化技術(shù)除了能提升用戶滿意度、減少故障發(fā)生幾率，還能有效降低故障維修成本，提升經(jīng)濟(jì)效益，從而樹(shù)立良好口碑，利于未來(lái)更好發(fā)展。

1.2 技術(shù)原理

可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)的技術(shù)原理是強(qiáng)度-應(yīng)力干涉理論。電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障原因不僅僅是因?yàn)槭褂媚晗掭^長(zhǎng)，零部件損耗所致，還包括電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的失誤，導(dǎo)致故障發(fā)生。由此可見(jiàn)，只需將電子產(chǎn)品潛在的缺陷降到最低，可靠性才能明顯提高。比如電子產(chǎn)品承受應(yīng)力一定，電子產(chǎn)品強(qiáng)度一定情況下，當(dāng)電子產(chǎn)品承受應(yīng)力和強(qiáng)度上限時(shí)，將出現(xiàn)故障或失效，如果電子產(chǎn)品性能較好情況下，出現(xiàn)故障或失效可能性較低。電子產(chǎn)品在初樣生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，確保承受應(yīng)力和強(qiáng)度，避免出現(xiàn)故障或失效。但是電子產(chǎn)品在批量生產(chǎn)過(guò)程，由于生產(chǎn)數(shù)量過(guò)度，無(wú)法嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，將提升電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障或失效幾率。因此，加強(qiáng)可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)應(yīng)用，充分暴露出電子產(chǎn)品生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)，然后優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提升電子產(chǎn)品可靠性。

2 可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)在電子產(chǎn)品測(cè)試

2.1 核心技術(shù)

從可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)原理角度出發(fā)，給電子產(chǎn)品施加超過(guò)其承受范圍的應(yīng)力，導(dǎo)致電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障，從而得以優(yōu)化電子產(chǎn)品，將故障降到最低。由此可見(jiàn)，該技術(shù)主要是給電子產(chǎn)品施加足夠的應(yīng)力大小，縮短故障暴露時(shí)間。在實(shí)際操作過(guò)程中，不僅應(yīng)從電子產(chǎn)品種類角度考慮施加應(yīng)力大小，還應(yīng)從產(chǎn)品的本質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行研究。因?yàn)楫a(chǎn)品與硬件失效或出現(xiàn)故障原因不同，硬件出現(xiàn)故障與時(shí)間有很大關(guān)系，使用時(shí)間越長(zhǎng)，硬件出現(xiàn)故障幾率越大。而產(chǎn)品缺陷是指當(dāng)引發(fā)缺陷所有條件都滿足情況下，一旦觸發(fā)，就會(huì)導(dǎo)致缺陷暴露，引起電子產(chǎn)品故障。故在可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)過(guò)程中，主要研究引起電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障的觸發(fā)條件，從故障角度出發(fā)，解決問(wèn)題。此外，由于電子產(chǎn)品種類較多，在測(cè)試過(guò)程中最好使用黑盒測(cè)試技術(shù)，根據(jù)黑盒測(cè)試技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)試環(huán)境、測(cè)試輸入和測(cè)試輸出。由此可見(jiàn)，可靠性強(qiáng)化測(cè)試核心技術(shù)包括：①構(gòu)建測(cè)試環(huán)境；②輸入滿足電子產(chǎn)品故障的測(cè)試輸入；③得到預(yù)期測(cè)試結(jié)果。

2.2 溫度應(yīng)力測(cè)試

溫度應(yīng)力測(cè)試是指將溫度由低到高進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試，測(cè)試溫度從20℃開(kāi)始，測(cè)試溫度按10℃增加，如果電子產(chǎn)品溫度承受能力較差，可縮小溫度增加量，且測(cè)試過(guò)程中每階溫度持續(xù)10mim，在此時(shí)間內(nèi)進(jìn)行電子產(chǎn)品測(cè)試。接下來(lái)，逐步增加溫度值，直到達(dá)到電子產(chǎn)品承受溫度應(yīng)力上限，出現(xiàn)故障為止。在溫度應(yīng)力上限時(shí)，電子產(chǎn)品無(wú)法正常運(yùn)行，故通過(guò)降低溫度應(yīng)力，觀察電子產(chǎn)品是否能正常工作，從而得出電子產(chǎn)品的運(yùn)行和溫度極限。

2.3 快速溫變循環(huán)測(cè)試

快速溫變循環(huán)測(cè)試是在溫度應(yīng)力測(cè)試后進(jìn)行，根據(jù)溫度應(yīng)力測(cè)試上限結(jié)果，在此溫度基礎(chǔ)上增減或減少5～10℃，循環(huán)測(cè)試5次。每次循環(huán)測(cè)試過(guò)程中，在極限位置維持10min，進(jìn)行產(chǎn)品功能測(cè)試。

2.4 振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試

振動(dòng)應(yīng)力測(cè)試根據(jù)電子產(chǎn)品類型及測(cè)試環(huán)境確定振動(dòng)大小、頻率和步長(zhǎng)。每次振動(dòng)時(shí)間維持在10min，接下來(lái)進(jìn)行功能測(cè)試和上下電測(cè)試。在高頻率振動(dòng)測(cè)試過(guò)程中，由強(qiáng)變?nèi)踹M(jìn)行測(cè)試，判斷電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障后是否能恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.5 綜合應(yīng)力測(cè)試

綜合應(yīng)力測(cè)試是指隨機(jī)溫度和隨機(jī)振動(dòng)相結(jié)合測(cè)試方式。溫度變化過(guò)程中進(jìn)行5次循環(huán)，同時(shí)在循環(huán)過(guò)程中逐步施加不同振動(dòng)應(yīng)力大小。一般情況下，起始振動(dòng)應(yīng)力大小為上限的1/5，溫度在每次循環(huán)過(guò)程中維持10min，進(jìn)行功能測(cè)試和上下電測(cè)試。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著電子產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，在電子產(chǎn)品測(cè)試中應(yīng)用可靠性強(qiáng)化測(cè)試具有十分重要意義。