研究网络化电子元器件可靠性试验及测试系统
时间：2021-02-06 10:04:48 来源：达达文档网 本文已影响 人 
秘海晓
摘 要：随着科技的逐渐发展，电子产品的种类也得到了相应的扩充与丰富。电子元器件作为组成电子产品的基本单元，其功能与性能也得到了提升与优化。本文以网络化的电子元器件作为研究对象，探讨其当下的各种应用性能指标，并对其可靠性进行测试与分析， 尤其是当前电子元器件被广泛应用于航空、航天、船舶等重要军工企业的关口，讨论电子元器件的可靠性与各项指标更是有了特别的意义。
关键词：网络化 电子元器件 可靠性 测试
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）07（a）-0098-03
Abstract：
With the gradual development of science and technology， the types of electronic products have been correspondingly expanded and enriched. As the basic unit of electronic products， the function and performance of electronic components have been improved and optimized. In this paper， the networked electronic components are taken as the research object， and their current application performance indexes are discussed， and their reliability is tested and analyzed， especially the electronic components are widely used in aviation， aerospace， ships and other important military enterprises. It is of special significance to discuss the reliability and indexes of electronic components.
Key Words：
Networking; Electronic components; Reliability; Test
1 可靠性試验的原理
可靠性试验总体上来说是一种效率极高的试验技术手段，它可以充分地显现产品的不足之处，所基于的原理是，施加给电子元器件一定的强化环境应力，借此来激发其失效。可靠性试验包含应力寿命试验、步进应力试验等。在网络化的电子元器件的组成系统中，可靠性试验的主要作用就是及时找出元器件中存在的问题与故障，并对该问题存在的原因进行深入探讨。可靠性试验为了实现上述效果，应当采取的措施是，采用系统的方式，逐渐地增加工作的应力和周围的环境压力，而不是对单个元器件进行详尽的排查。当前，可靠性试验主要应用于电子元器件的设计应用初期，起到把关的作用。一方面，可靠性试验可以率先起到测试的效果，以精准的方式给出具体全面的检测数值;另一方面，通过可靠性试验检测出的产品缺陷，可以尽快地交予技术部门，责令其改进，以免产品缺陷得到大范围的传播，影响武器装备的使用[1]。
2 可靠性试验的测试流程
2.1 建立试验剖面
可靠性试验的第一环节，就是获取电子元器件的失效机理。这就要求试验人员首先确定电子元器件的试验应力，根据电子元器件所适用的工作环境建立可靠性试验参数剖面。在试验开始前，预先搜集与该电子元器件相同类别的其他电子元器件，或者在功能上、使用性能上类似的电子元器件的相关资料，分析它们曾经出现的失效机理，结合在本电子元器件上的试验结果分析，最后能够得到具体的试验结果。
2.2 进行应力分析
根据第一环节得到的试验结果，结合试验人员的专业技能，对该电子元器件进行相关的应力分析。首先，应当将各项可能的影响因素进行分类，根据具体的应力数值，将已分类的影响因素套用到相应数值上。随后，试验人员应当进行多次的模拟仿真试验，对已分析过的电子元器件的试验剖面进行一定的优化与升级，并根据得到的各项敏感参数，制定具体的测试分析方法，选取适当的测试工具，以便后续制定完善的试验方案，注意要及时记录试验的各项进程与各项参数，以保证在后续总结归档时有据可依。
2.3 快速温变循环试验
根据以往的工作经验，试验人员经常使用的可靠性试验的分析方法是快速温变循环试验，该种方法的试验要求可具体划分为以下五部分。
（1）温度上下线。温度上下线的含义是指，电子元器件的缺陷在运行最终发展为故障时，循环数最少的情况下，上下线温度的具体数值。所谓上限，就是指在高温工作的极限值处减去5℃时数值。所谓下限，就是指比低温工作极限还要在再上调5℃。当然，这一规定并不是一成不变的，在实际试验进行中，试验人员也可以根据具体情况灵活调整，例如，可以选择不高于电子元器件毁坏的临界点的80%作为温度上下限。
（2）温变率。通常来说，温度的变化率会控制在每分钟不低于15℃，不高于60℃范围之内。因为对于实际的可靠性试验来说，温度变化过于频繁，即温度的变化率的数值过于复杂，就会导致试验的时间被延长，或者试验的结果不够精准，这都会使得工作效率减慢，进而造成时间和资源的浪费。
（3）上下限温度保持时间。这一保持时间指的是一段范围，即网络化电子元器件的上下限的浸泡时间，以及电子元器件的温度想要达到稳定的状态所需要的完整时间。通常来说，上下限的浸泡时间一般要持续10min以上，但不高于30min。由于此前提到的失效循环试验并不是对电子元器件高温低温极限的分析。而是对其耐受温度变化率的测量，因此，在实际的试验过程中，电子元器件的上下限温度一般会持续在20min左右。
（4）温度循环的次数。控制温度循环的次数对于试验人员来说还是很有必要的，因为次数过多，造成的试验方所花费的实际金额也会增多，这在一定程度上会给试验方带来一定的经济压力。因此，建议在温度变化率达到每分钟30℃时，所需要的循环次数尽量控制在6次以内，如果在实际操作中，电子元器件并没有出现故障，那么试验人员可以结合实际情况与自己的工作经验适当地提高温度的变化率。
2.4 敏感参数在线测试
网络化电子元器件的某些结构性参数在实际投入到应力环境中时，会存在一定的偏差，在学术上来说，这些偏差数值就是人们常会碰到的敏感参数。敏感参数的作用，就是会影响可靠性试验的效果，使得电子元器件的各项具体的参数值出现偏差。如电子元器件的性能指标、功能指标、应用技术指标等。因此，应当在试验过程中对敏感参数进行实时的检测与跟进，以免电子元器件本身出现了某种缺陷而不为人所知，这就会为后续的试验操作带来无法估量的影响[2]。
3 电子元器件可靠性设计
电子元器件的可靠性设计，是指尽可能地弥补元器件产生的失效表现，使其能达到正常的运行和参数指标，并符合国家相关的标准。这对于试验设计人员来说，是不小的考量，因为要做好电子元器件的可靠性设计，首先需要试验设计人员对该电子元器件具有最基本的掌握和了解，其次，试验设计人员应当对其他类别的电子元器件的失效情况有基本的认知，除此之外，工作人员试验设计人员应当对外界环境也有一定的认知，即对电子元器件贮存、使用的位置有一定的掌握，其周围的自然环境、运输条件等，也需要相关的了解。
3.1 电子元器件的降额使用
如果对电子元器件施加的作用应力越大，那么其失效的程度可能越严重，因此必须控制好电子元器件上的作用应力，以免降低它的失效率，进而延长电子元器件的运行年限。降额就是其中的一项措施，但这种方法不是对所有的电子元器件都能适用，而是要根据电子元器件的具体工作参数和实际的运行性能，由试验方和委托方综合判断，才能实施[3]。
3.2 电子元器件网络化系统简化设计
网络化电子元器件的系统，可以适当地去除多余的零件，以求提高系统的工作效率与可靠度。这项操作的基本前提是，不能影响系统的正常功能。其次，当选择最初的设计方案时，设计人员可以优先考虑部件较少的方案，在保证各项功能都能完整实现的情况下，尽可能地提升运行的效率。需要注意的是，不能因為过度追求方案的简便和易操作性，而过分地删减设计方案中的电子元器件，这不仅会导致最终的运行效果无法满足用户的实际需求，也可能会使设计人员过多地将精力投放在系统的优化上，可谓得不偿失。
4 结语
电子产品在武器装备中所扮演的角色越来越重要，与电子产品密切相关的电子元器件的可靠性被广泛关注。当下，与网络化电子元器件相关的可靠性测试试验与分析应用较广，通过一系列试验验证流程的操作，可以较快地发现电子元器件存在的缺陷与不足，并通过一定手段的改进，使得电子元器件的性能和工作参数指标均实现稳定的提升。
参考文献
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