Genel anlamda elektronik ürünlerin güvenilirliğini değerlendirmek ve analiz etmek için yapılan testlere güvenilirlik testleri denir. Ürünün fabrikadan çıktığı andan itibaren hizmet ömrünün sonuna kadar olan kalitesini tahmin etmek için, pazar ortamına oldukça benzer bir çevresel stres seçildikten sonra, Çevresel stres düzeyinin ve uygulama süresinin belirlenmesinin temel amacı Ürün güvenilirliğini mümkün olan en kısa sürede, doğru bir şekilde değerlendirmektir.
Güvenilirlik testi, güvenilirlik yeterlilik testini geçip seri üretime aktarılan ürünlerin, belirtilen koşullar altında, belirtilen güvenilirlik gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığının belirlenmesi ve ürünün güvenilirliğinin proses, takım, iş akışı ile değişip değişmediğinin doğrulanması, ve seri üretim sırasında parçalar. Kalitedeki ve diğer faktörlerdeki değişiklikler nedeniyle azaldı. Ancak bu sayede ürün performansına güvenilebilir ve ürün kalitesi mükemmel olabilir.
Elektronik ürün güvenilirliği testi sınıflandırması
01. Çevre testi
Bazı güvenilirlik monografları, numuneleri, toplu olarak çevresel testler olarak adlandırılan, doğal veya yapay olarak simüle edilmiş depolama, taşıma ve çalışma ortamlarına yerleştirir. Ürünlerin çeşitli ortamlarda (titreşim, şok, santrifüj, sıcaklık, termal şok, sıcak basması, tuz spreyi, düşük hava basıncı vb. gibi koşullara uyum sağlama yeteneği) performansını değerlendirmek için kullanılırlar önemli testlerden biridir. Ürün güvenilirliğini değerlendirme yöntemleri Genel olarak başlıca aşağıdaki türler vardır:
(1) Stabilite pişirme, yani yüksek sıcaklıkta saklama testi
Testin amacı: Yüksek sıcaklıkta depolamanın ürünler üzerindeki etkisini elektriksel stres uygulamadan değerlendirmek. Ciddi kusurlu ürünler dengesiz bir durum olan denge dışı durumdadır. Dengesizlik durumundan denge durumuna geçiş süreci, yalnızca ciddi kusurlu ürünlerin başarısız olmasına neden olan bir süreç değil, aynı zamanda ürünleri kararsız bir durumdan kararlı bir duruma teşvik eden bir geçiş sürecidir. .
Bu geçiş genellikle fiziksel ve kimyasal bir değişimdir ve hızı Arrhenius formülünü takip eder ve sıcaklıkla birlikte üstel olarak artar. Yüksek sıcaklık stresinin amacı bu değişimin süresini kısaltmaktır. Dolayısıyla bu deney, ürün performansını stabilize etmeye yönelik bir süreç olarak değerlendirilebilir.
Test koşulları: Genellikle sabit bir sıcaklık stresi ve tutma süresi seçilir. Mikro devrenin sıcaklık stres aralığı 75 derece ila 400 derece arasındadır ve test süresi 24 saatten fazladır. Testten önce ve sonra test edilecek numunenin, sıcaklığı 25 ± 10 derece ve hava basıncı 86 kPa ~ 100 kPa olan standart bir test ortamında belirli bir süre bekletilmesi gerekir. Çoğu durumda, uç nokta testinin testten sonra belirli bir süre içinde tamamlanması gerekir.
(2) Sıcaklık döngüsü testi
Testin amacı: Ürünün belirli bir sıcaklık değişim hızına ve aşırı yüksek sıcaklıklara ve aşırı düşük sıcaklık ortamlarına dayanma yeteneğini değerlendirmek. Ürünün termomekanik özelliklerine göre ayarlanır. Ürünün bileşenlerini oluşturan malzemelerin termal uyumu zayıf olduğunda veya bileşenin iç gerilimi büyük olduğunda, sıcaklık döngüsü testi, mekanik yapısal kusurların bozulmasından kaynaklanan ürün arızasına neden olabilir. Hava kaçağı, iç kurşun kırılması, talaş çatlakları vb. gibi.
Test koşulları: Gaz ortamında gerçekleştirilir. Esas olarak ürünün yüksek ve düşük sıcaklıklarda olduğu sıcaklığı ve zamanı ve yüksek ve düşük sıcaklık durumu dönüşüm hızını kontrol eder. Test odasındaki gazın dolaşımı, sıcaklık sensörünün konumu ve armatürün ısı kapasitesi, test koşullarını sağlamak için önemli faktörlerdir.
Kontrol prensibi, testin gerektirdiği sıcaklık, süre ve dönüşüm oranının, testin yapıldığı yerel ortama değil, test edilen ürüne ilişkin olmasıdır. Mikro devrenin anahtarlama süresi 1 dakikadan fazla olmamalıdır ve yüksek veya düşük sıcaklıkta tutma süresi 10 dakikadan az olmamalıdır; düşük sıcaklık -55 derece veya -65-10 derecedir ve yüksek sıcaklık 85+10 derece ile 300+10 derece arasında değişir.
(3) Termal şok testi
Testin amacı: Ürünün ciddi sıcaklık değişimlerine, yani büyük sıcaklık değişim oranlarına dayanma yeteneğini değerlendirmek. Test, mekanik yapısal kusurlardan ve bozulmalardan kaynaklanan ürün arızalarına neden olabilir. Termal şok testi ile sıcaklık döngüsü testinin amacı temelde aynıdır ancak termal şok testinin koşulları sıcaklık döngüsü testinden çok daha ağırdır.
(4) Düşük basınç testi
Testin amacı: Ürünün düşük basınçlı çalışma ortamlarına (yüksek rakımlı çalışma ortamları gibi) uyarlanabilirliğini değerlendirmek. Hava basıncı düştüğünde havanın veya yalıtım malzemelerinin yalıtım gücü zayıflayacak; korona deşarjı, artan dielektrik kaybı ve iyonlaşma kolaylıkla meydana gelecektir; hava basıncındaki azalma, ısı dağıtım koşullarını kötüleştirecek ve bileşenlerin sıcaklığını artıracaktır. Bu faktörler, test numunesinin düşük basınç koşullarında belirtilen işlevlerini kaybetmesine neden olacak ve bazen kalıcı hasara neden olacaktır.
Test koşulları: Test edilecek numune kapalı bir odaya yerleştirilir, belirtilen voltaj uygulanır ve numune sıcaklığının 20 dakika öncesinden itibaren {{0}.0 derece aralığında tutulması gerekir. testin sonuna kadar kapalı bölmedeki basınç azaltılır. Kapalı hazne normal basınçtan belirlenen hava basıncına düşürülür ve daha sonra normal basınca döndürülür ve bu işlem sırasında test numunesinin normal şekilde çalışıp çalışmadığı izlenir. Mikro devre test örneğine uygulanan voltajın frekansı DC ile 20MHz arasındadır. Gerilim terminalinde korona deşarjının oluşması bir arıza olarak kabul edilir. Testin düşük basınç değeri yüksekliğe karşılık gelir ve birkaç seviyeye bölünmüştür. Örneğin, mikro devre düşük basınç testinin A seviyesi hava basıncı değeri 58kPa'dır ve buna karşılık gelen yükseklik 4572m'dir. E seviyesi hava basıncı değeri 1,1kPa'dır ve karşılık gelen yükseklik 30480m'dir, vb.
(5) Neme dayanıklılık testi
Testin amacı: Mikro devrelerin nemli ve sıcak koşullar altında hızlandırılmış stres uygulayarak çürümeye karşı direnç gösterme yeteneğini değerlendirmek. Tipik tropik iklim ortamları için tasarlanmıştır. Nemli ve sıcak koşullar altında mikro devre çürümesinin ana mekanizmaları, mikro çatlakların büyümesine neden olan su buharının daldırılması, yoğunlaşması ve donması nedeniyle oluşan kimyasal işlemler ve fiziksel işlemlerden kaynaklanan korozyondur. Test ayrıca nemli ve sıcak koşullar altında mikro devreyi oluşturan malzemelerde elektrolizin meydana gelme veya elektrolizi şiddetlendirme olasılığını da inceler. Elektroliz, yalıtım malzemesinin direncini değiştirecek ve dielektrik bozulmaya karşı direnç yeteneğini zayıflatacaktır.
Test koşulları: Değişken sıcak flaş testi ve sabit sıcak flaş testi olmak üzere iki tür sıcak flaş testi vardır. Sıcak flaş testi, test edilecek numunenin %90 ila %100 bağıl nem aralığında olmasını gerektirir. Sıcaklığın 25 dereceden 65 dereceye yükseltilmesi ve 3 saatten fazla muhafaza edilmesi belirli bir süre (genellikle 2,5 saat) alır; ve sonra tekrar %80 ila %100 bağıl nem aralığında, sıcaklığı 6 santigrat dereceden 25 santigrat dereceye düşürmek için belirli bir süre (genellikle 2,5 saat) kullanın. Böyle bir döngüden sonra sıcaklığı herhangi bir nem seviyesine düşürün. -10 dereceye kadar ısıtın ve sıcaklığın 25 derece ve bağıl nemin %80'e eşit veya daha yüksek olduğu bir duruma dönmeden önce 3 saatten fazla tutun. Bu, yaklaşık 24 saat süren, sıcak basmalara kadar kan değişimi döngüsünü tamamlar.
Genel olarak, bir nem direnci testi için, yukarıda bahsedilen büyük değişimli sıcak basma döngüsünün 10 kez gerçekleştirilmesi gerekir. Test sırasında test edilen numuneye belirli bir voltaj uygulanır. Test odasındaki dakikadaki hava değişim hacminin, test odasının hacminin 5 katından fazla olması gerekmektedir. Test edilecek numune, tahribatsız kurşun sızdırmazlık testinden geçmiş bir numune olmalıdır.
(6) Tuz püskürtme testi
Testin amacı: Bileşenlerin açıkta kalan parçalarının tuz spreyi, nem ve sıcak koşullar altında korozyon direncini değerlendirmek için hızlandırılmış bir yöntem kullanın. Tropikal deniz kenarı veya açık deniz iklimi ortamları için tasarlanmıştır. Zayıf yüzey yapısına sahip bileşenler, tuz spreyi, nemli ve sıcak koşullar altında açıkta kalan parçaları korozyona uğratacaktır.
Test koşulları: Tuz püskürtme testi, test numunesinin farklı yönlerde açıkta kalan kısımlarının sıcaklık, nem ve alınan tuz çökelme hızı açısından aynı belirtilen koşullar altında olmasını gerektirir. Bu gereklilik, test odasına yerleştirilen numuneler arasındaki minimum mesafe ile numunelerin yerleştirildiği açı ile karşılanır.
Test sıcaklığı: Genel gereksinim (35+-3)'C'dir ve 24 saat içindeki tuz çökelme oranı 2X104mg/m2~5X104mg/m2'dir. Tuz çökelme hızı ve nem, tuz spreyi oluşturan tuz çözeltisinin sıcaklığı ve konsantrasyonu ve bunun içinden akan hava akışı ile belirlenir. Hava akışındaki oksijen ve nitrojen oranı havanınkiyle aynı olmalıdır.
Test süresi: genellikle 24 saat, 48 saat, 96 saat ve 240 saate bölünür.
(7) Işınlama testi
Testin amacı: Mikro devrenin yüksek enerjili parçacık ışınlama ortamında çalışma yeteneğini değerlendirmek. Yüksek enerjili parçacıkların mikro devrelere girişi, mikro yapıda değişikliklere neden olacak ve kusurlara neden olacak veya ek yükler veya akımlar üretecektir. Bu, mikro devre parametrelerinin bozulmasına, kilitlenmesine, devrenin değişmesine veya aşırı akıma neden olarak tükenmişlik ve arızaya neden olur. Belirli bir sınırın üzerindeki ışınlama, mikro devrelerde kalıcı hasara neden olabilir.
Test koşulları: Mikro devre ışınlama testleri temel olarak nötron ışınlamasını ve gama ışını ışınlamasını içerir. Ayrıca toplam doz ışınlama testi ve doz oranı ışınlama testi olarak ikiye ayrılır. Doz hızı ışınlaması, tüm ışınlama test mikro devrelerini darbe şeklinde test eder. Testte, doz dizisi ve toplam ışınlama dozu, farklı mikro devrelere ve farklı test amaçlarına göre sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Aksi halde limiti aşan ışınlama nedeniyle numune zarar görecek veya istenilen eşik değeri elde edilemeyecektir. Radyasyon testlerinde insan yaralanmasını önleyecek güvenlik önlemleri bulunmalıdır.
02.Yaşam testi
Yaşam testi, güvenilirlik testinin en önemli ve temel öğelerinden biridir. Zaman içindeki arıza (hasar) değişikliklerini incelemek için ürünü belirli test koşullarına tabi tutar. Ömür testi sayesinde ürünün yaşam özelliklerini, arıza kalıplarını, arıza oranlarını, ortalama ömrünü ve ömür testi sırasında oluşabilecek çeşitli arıza modlarını anlayabiliriz. Arıza analizi ile birleştirildiğinde, ürün arızasına yol açan ana arıza mekanizmaları daha da açıklığa kavuşturulabilir; bu, güvenilirlik tasarımı, güvenilirlik tahmini, yeni ürün kalitesinin iyileştirilmesi ve makul tarama ve rutin (parti garantisi) testinin belirlenmesi için temel oluşturabilir. koşullar.
Test süresini kısaltmak için arıza mekanizması değiştirilmeden stres arttırılarak test yapılabilirse bu hızlandırılmış ömür testidir. Ürünlerin güvenilirlik düzeyi ömür testleri ile değerlendirilebilir ve yeni ürünlerin güvenilirlik düzeyi kalite geri bildirimi ile geliştirilebilir.
Ömür testinin amacı: Belirtilen koşullar altında ve tüm çalışma süresi boyunca ürünün kalitesini ve güvenilirliğini değerlendirmek. Test sonuçlarının daha iyi temsil edilebilmesi için test edilen numune sayısının yeterli olması gerekir.
Test koşulları: Mikro devrenin yaşam testi, kararlı durum yaşam testi, aralıklı yaşam testi ve simüle edilmiş yaşam testine bölünmüştür.
Kararlı durum ömrü testi mikro devreler üzerinde yapılması gereken bir testtir. Test sırasında, test edilen numuneye normal çalışma koşullarında kalması için uygun güç sağlanması gerekir. Ulusal askeri standart kararlı durum yaşam testi ortam sıcaklığı 125C ve süre 1000 saattir. Hızlandırılmış testler sıcaklığı artırabilir ve süreyi kısaltabilir.
Güç mikro devresi kasasının sıcaklığı genellikle ortam sıcaklığından daha yüksektir. Test sırasında ortam sıcaklığı 125 derecenin altında tutulabilir. Mikro devre kararlı durum ömür testinin ortam sıcaklığı veya kasa sıcaklığı, mikro devre bağlantı noktası sıcaklığının nominal bağlantı sıcaklığına eşit olmasına dayanmalıdır.
Aralıklı ömür testi, test edilen mikro devrenin belirli bir frekansta kesilmesini veya aniden bir ön gerilim ve sinyal uygulanmasını gerektirir. Diğer test koşulları kararlı durum ömrü testiyle aynıdır.
Simüle edilmiş ömür testi, devrenin uygulama ortamını simüle eden bir kombinasyon testidir. Birleşik stresler mekanik, nem ve düşük basınç dört stres testini içerir: mekanik, sıcaklık, nem ve elektriksel dört stres testi vb.
03.Tarama testi
Tarama testi, ürünü tamamen inceleyen tahribatsız bir testtir. Amaç, ürünün güvenilirliğini artırmak için belirli özelliklere sahip ürünleri seçmek veya erken arızalanan ürünleri ortadan kaldırmaktır. Ürünlerin üretim sürecinde malzeme kusurları ya da kontrol dışı süreçler nedeniyle bazı ürünlerde erken kusur ya da arıza denilen durumlar meydana gelmektedir. Bu kusur veya arızalar erkenden giderilebilirse, ürünün gerçek kullanımdaki güvenilirlik düzeyi garanti edilebilir.
Güvenilirlik Tarama Testlerinin Özellikleri:
1. Bu tür bir test örnekleme değil %100 testtir;
2. Bu test, nitelikli ürünlerin genel güvenilirlik düzeyini artırabilir, ancak ürünün doğal güvenilirliğini geliştiremez, yani her ürünün ömrünü uzatamaz;
3. Tarama etkisi yalnızca tarama eliminasyon oranıyla değerlendirilemez. Yüksek eleme oranı, ürünün tasarımındaki, bileşenlerindeki, proseslerindeki vb. ciddi kusurlardan kaynaklanabileceği gibi, eleme gerilimi yoğunluğunun çok yüksek olmasından da kaynaklanabilir.
Düşük eleme oranı, az sayıdaki ürün kusurlarından kaynaklanabileceği gibi, tarama stresinin yoğunluğundan ve yetersiz test süresinden de kaynaklanabilir. Tarama yönteminin kalitesi genellikle tarama eleme oranı Q ve tarama etkisi B değeri ile değerlendirilir: makul bir tarama yönteminin büyük bir B değeri ve orta düzeyde bir Q değeri olmalıdır.
04Saha kullanım testi
Yukarıdaki çeşitli testler saha koşulları simüle edilerek gerçekleştirildi. Ekipman koşullarının sınırlamaları nedeniyle, simülasyon testleri genellikle ürüne yalnızca tek bir gerilim uygulayabilir ve bazen ikili gerilimler uygulanabilir. Bu, gerçek kullanımdaki çevre koşullarından çok farklıdır ve bu nedenle ürünün kalitesini doğru ve kapsamlı bir şekilde ortaya koymakta başarısız olur. Saha kullanım testleri farklıdır çünkü kullanım yerinde yürütülür ve bu nedenle ürünün güvenilirliğini en doğru şekilde yansıtabilir. Elde edilen veriler ürün güvenilirliği tahmini, tasarımı ve garantisi açısından yüksek değere sahiptir. Saha kullanım testleri, güvenilirlik testi planlarının formüle edilmesinde, güvenilirlik testi yöntemlerinin doğrulanmasında ve test doğruluğunun değerlendirilmesinde daha büyük bir rol oynar.
05 Tanımlama testi
Yeterlilik testi, bir ürünün güvenilirlik düzeyini değerlendirmek için yapılan bir testtir. Örnekleme teorisine dayalı olarak geliştirilmiş bir örnekleme planıdır. Yeterlilik testleri, üreticilerin kalite standartlarını karşılayan ürünlerin reddedilmesine neden olmamalarını sağlayacak koşullar altında yapılır.
Güvenilirlik yeterlilik testleri iki kategoriye ayrılır: biri ürün güvenilirliği yeterlilik testleri, diğeri ise süreç (malzeme dahil) güvenilirlik yeterlilik testleridir.
Ürün güvenilirliği yeterlilik testleri genellikle yeni ürün tasarımı ve üretimi tamamlandığında yapılır. Amaç, ürün göstergelerinin tasarım gereksinimlerini tam olarak karşılayıp karşılamadığını değerlendirmek ve ürünün önceden belirlenen güvenilirlik gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını değerlendirmektir. Testin içeriği genel olarak kalite tutarlılık denetimi ile tutarlıdır. A, B, C ve D testlerinin dört grubu da gerçekleştirilir ve radyasyon direnci yoğunluğu gereksinimleri olan ürünlerin de E grubu testlerine tabi tutulması gerekir. Ürünün tasarımında, yapısında, malzemelerinde veya süreçlerinde önemli değişiklikler olduğunda da güvenilirlik yeterlilik testlerine ihtiyaç duyulur.
Prosesin güvenilirlik yeterlilik testi (malzemeler dahil), üretim hattının malzeme ve proses seçim ve kontrol yeteneklerinin, üretilen ürünlerin kalitesini ve güvenilirliğini sağlayıp sağlayamadığını ve belirli bir kalite güvence seviyesinin gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığını değerlendirmek için kullanılır. .
06.Diğerleri
(1)Sabit hızlanma testi
Bu testin amacı devrenin sabit hızlanmaya dayanma yeteneğini değerlendirmektir. Düşük mikro devre yapısal mukavemeti ve mekanik kusurlardan kaynaklanan arızaları ortaya çıkarabilir. Talaşın düşmesi, iç kablonun açık devresi, boru kabuğunun deformasyonu, hava kaçağı vb.
Test koşulları: Mikro devre talaşının çıkarılması, sıkıştırma yönü ve bu yöne dik yönde 1 mm'den büyük sabit bir ivme uygulanır. İvme değeri aralığı genellikle 49000m/s:-1225000m/sV5 000~125000z) arasındadır. Test sırasında mikro devrenin mahfazası sabit hızlandırıcıya sağlam bir şekilde sabitlenmelidir.
(2) Mekanik darbe testi
Bu testin amacı mikro devrenin mekanik şoka dayanma yeteneğini değerlendirmektir. Yani mikro devrenin ani kuvvete dayanma yeteneği değerlendirilir. Yükleme, boşaltma, taşıma ve sahadaki çalışmalar sırasında mikro devreler aniden gerilime maruz kalabilir. Örneğin mikro devreler düşürüldüğünde veya çarpıldığında ani mekanik gerilime maruz kalacaktır. Bu gerilimler mikro devre talaşlarının düşmesine, iç kabloların açılmasına, tüp kabuklarının deforme olmasına, hava sızıntılarına ve diğer arızalara neden olabilir.
Test koşulları: Test sırasında mikro devre kabuğu test tezgahı tabanına sağlam bir şekilde sabitlenmeli ve dış kablolar korunmalıdır. Mikro devrenin çip fırlatma yönüne, presleme yönüne ve bu yöne dik yönüne beş adet yarım sinüs dalgası mekanik şok darbesi uygulanır. Çarpma darbesinin tepe hızlanma değeri aralığı genellikle 4900m/s2~294 000m/s2'dir (500g~30000g). Darbe süresi 0,1 ms-1,0 ms'dir ve izin verilen bozulma, tepe ivmenin %20'sinden büyük değildir.
(3) Mekanik titreşim testi
Dört ana titreşim testi türü vardır; tarama frekansı titreşim testi, titreşim yorulma testi, titreşim gürültü testi ve rastgele titreşim testi. Amaç, farklı titreşim koşulları altında mikro devrelerin yapısal sağlamlığını ve elektriksel karakteristik stabilitesini değerlendirmektir.
Frekans tarama titreşim testi, mikro devrenin sabit genlikle titreşmesine neden olur ve hızlanma tepe değeri genellikle üç seviyeye ayrılır: 196 m/s: (20e), 490 m/s2 (50g) ve 686 m/s2 (70g). Titreşim frekansı zamanla 20Hz ila 2000Hz aralığında değişir. Titreşim frekansının 20Hz'den 2 000HZ'ye ve tekrar 20Hz'e çıkması için gereken süre 4 mm'den az değildir ve bu, karşılıklı olarak üç dik yönde (biri çipe dik) beş kez yapılmalıdır. .
Titreşim yorulma testi ayrıca mikro devrenin sabit genlikte titreşmesini gerektirir, ancak titreşim frekansı sabittir, genellikle onlarca ila yüzlerce Hz'dir ve hızlanma zirveleri genellikle 196 ms2 (20g), 490 m/s2 (50g) ve 686 ms2'ye bölünür ( 70g) Üçüncü vites. Bunu birbirine dik olan üç yönün her birinde bir kez gerçekleştirin (bir yön çipe diktir) ve her seferinde süre yaklaşık 32 saattir.
Rastgele titreşim testinin test koşulları, çeşitli modern saha ortamlarında meydana gelebilecek titreşimleri simüle etmektir. Rastgele titreşimlerin genliği Gauss dağılımına sahiptir. İvme spektral yoğunluğu ile frekans arasındaki ilişki spesifiktir. Frekans aralığı onlarca ila 2000HZ arasındadır.
Titreşim ve gürültü testinin test koşulları temel olarak kapsamlı titreşim testiyle aynıdır. Mikro devre sabit genlikle titreşecek şekilde yapıldığında, ivme tepe değeri genellikle 196m/s2'den (20g) az değildir. Titreşim frekansı 20HZ ila 2000Hz aralığında zamanla logaritmik olarak değişir. Titreşim frekansının 20HZ'den 2000Hz'e ve tekrar 20HZ'ye çıkması için gereken süre 4 dakikadan az değildir ve bu işlemin karşılıklı üç dik yönde (biri çipe dik) bir kez yapılması gerekir.
Ancak mikro devrenin belirtilen voltaj ve akımı uygulaması gerekir. Test sırasında belirtilen yük direncindeki maksimum gürültü çıkış voltajının belirtilen değeri aşıp aşmadığını ölçün.