高可靠性设计需要复杂的高可靠性测试
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在进行高温/高可靠性设计时,必须阅读和理解的不仅仅是数据表。不能只看片材就认为该部件适用于例如 125°C 的应用。许多军用规格零件在环境条件下的大部分测试中仅能通过 1,000 小时的测试。如果设备必须持续使用 5,000 小时、10,000 小时甚至更长时间,这可能会带来很多惊喜。
什么是可靠性,可靠性是对产品在规定时间内完成规定功能的能力。可靠性试验属于一种定量的测试类型,咱们平时做的环境适应性试验都是定性的测试类型。
产品可靠性的高低决定了产品质量的好坏,咱们平时做的环境适应性试验是≠可靠性试验的,大家要避开这个误区。
1、环境应力筛选试验:在产品交付使用前发现和排除不良元器件、制造工艺和其他原因引起的缺陷造成的早期失效,一般用于产品的研制阶段、生产阶段或大修阶段;
2、可靠性研制试验:通过对产品施加适当的环境应力、工作载荷,寻找产品中的设计缺陷,以改进设计,提供产品的固有可靠性水平,一般用在产品研制阶段前期和中期;
3、可靠性增长试验:通过对产品施加模拟实际使用环境的综合应力条件,暴露产品的潜在缺陷,并采取纠正措施,使产品的可靠性达到规定要求,一般用于产品研制的中期阶段;
4、可靠性鉴定试验:主要目的是验证产品的设计是否达到规定的可靠性要求。主要用于产品的设计定型阶段;
5、可靠性验收试验:主要目的也是验证产品可靠性是否达到规定的要求,主要用于产品的批量生产阶段;
6、寿命试验:主要目的是验证产品在规定条件下的使用寿命、贮存寿命是否达到规定的要求。
如果一个人不仔细研究每个部件的测试和鉴定数据——而不仅仅是基本参数,这可能会留下一大堆死零件。
在用于供暖、通风和空调的设备中,屋顶单元中的组件通常每天会产生一个大的热循环,以及许多较小的循环或温度波动。设计工程师必须管理他们自己对产品中使用的每个组件的温度测试。
通常,此类测试必须经过数千次热循环,以了解老化如何分解用于制造零件的化合物。这些测试旨在模拟所需的 200,000 小时或更长时间的热循环条件。请注意,类似的测试将针对类似的工业应用进行,例如商业烤箱和石油生产(钻井)。
IC 模塑料可能会分解。分立元件上的清漆和保形涂层会变干并开裂。枝晶(金属晶须)可以在器件中形成。可能发生金属迁移。随着时间的推移,金属(或半导体材料)在高温和存在足够的电动势(电压)或电流的情况下被推出其原始位置。
电感器和电机漆包线会因搪瓷或聚合物涂层的破裂而劣化。电缆或单根电线上的橡胶或塑料绝缘护套软化、开裂或变干。在同轴电缆中,电介质(中心导体和屏蔽层之间的绝缘)以类似的方式劣化。但是对于同轴电缆,这会导致另一个问题:特性阻抗会发生变化。这可能会导致额外的信号衰减和驻波比下降以及伴随的信号反射。
橡胶、塑料、软木和其他垫片材料会变干、破裂,并让水或其他污染物进入。霉菌和真菌会侵蚀组件和涂层。湿气会渗透涂层并导致元件和焊点腐蚀。如果它可能出错,它通常会出错。
一个人做什么?寿命测试——枯燥乏味的寿命测试——通常是唯一的解决方案。对于不太关键的设计,将较便宜的电子设备放在寿命有限的部件上,并在维修间隔更换它。您对长寿命零件有何经验?你如何让事情比通常看起来可能的运行时间更长?您认为零件的哪些降额?