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汽车电子产品高低温老化试验的改进

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: xh-studios.com 发布日期: 2019.11.12
    随着我国电力汽车事业的发展,提高汽车电子产品的可靠性变得越来越重要,用以提高汽车电子产品可靠性的高低温老化试验箱的作用也日益突出。在汽车电子产品不断改进和发展的今天,高低温老化试验也应有所改进和发展。

    1、观念上的改进

    1.1  高低温老化试验只能剔除汽车电子产品的早期故障
    产品可靠性是指产品在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力,它是产品耐用性、无故障性、维修性、可用性和经济性的综合表现。
    产品可靠性通常受设计水平、制造水平和使用水平三个方面的影响,产品理论上固有的可靠性在产品设计定型后就基本确定了,它基本上是产品生产出来以后所能达到的最高可靠性水平,因此产品的设计水平是产品可靠性的决定因素。汽车电子产品在设计时就应该考虑其可靠性,通过可靠性设计赋予产品较高的可靠性期望值。

    高低温老化试验通过温度和电应力的作用激发出产品潜在缺陷,剔除批产品中部分可靠性低下的可能在运用中出现早期故障的产品,提高整批产品的可靠性,弥补制造过程中的不足,缩小产品实际可靠性与理论可靠性的距离,这是为剔除早期故障达到提高产品可靠性的目的而采取的一种方法。 

汽车电子产品高低温老化试验的改进

    1.2 高低温老化试验只是环境应力筛选试验的一-种
    高低温老化试验(温度试验)是可靠性筛选试验中环境应力筛选试验的一种,通过对产品施加合理的温度应力和电应力,迫使产品内部潜在缺陷加速变成故障,通过检验发现并加以排除。

    2、试验方法的改进

    2.1 试验应力强度要提高
    某种应力能筛选出对该应力敏感的早期故障的概率称为该应力对这类早期故障的“筛选度”。
     高低温老化试验的筛选度为: S.S.(t)= 1-exp {-0.0017(R+0.6)0. 6 [h(e+v)3] N}
    式中: R——温度中高温与低温之间的温度差,℃;
    V——温度中温度变化率,C/min
    N——温度次数。
    在不损坏被试产品的前提下筛选度越大筛选效果越好。
    目前由于条件所限 高低温老化试验的平均温度变化率仅能达到1℃/min,在N=10的情况下,筛选度为47.7%,筛选效果不很好。为扭转这种局面,提高高低温老化试验效果,需要更新设备,使高低温老化试验箱的平均温度变化率能达到5℃/min,这样在N = 10的情况下可以达到91.3%的筛选度,可以完成效果好、时间短的高效高低温老化试验。
    2.2 温度变化曲线应因产品而异
    目前采用的温度变化曲线是固定的,即不管是什么产品都使用同样一种温度变化曲线,这是不合适的。一种温度变化曲线可能对某些产品的高低温老化试验很有用,效果很好,但对其他产品就不一定很有效 了,还可能会引出新的潜在缺陷。因此对不同类型的产品应根据具体情况和具体要求选择不同的温度变化曲线。
    2.3 应进行全动态老化试验
    以往高低温老化试验通常只对被试产品通电,不进行任何测试,试验中出现故障不能及时发现,在老化试验完成后常温测试时,当时的故障很有可能已恢复,因而不能充分发现已激发出的缺陷,老化试验效果不好。
    进行全动态老化试验可以改变这种情况,改善高低温老化试验效果,提高产品的可靠性。所谓全动态老化试验就是在高低温老化试验过程中对被试产品进行较全面的功能测试,发现高低温老化试验激发出的各种潜在缺陷并及时修复。

    3、测试能力的改进

    在现有条件下高低温老化试验筛选度不高,能激发出的潜在缺陷数量有限。为了充分发挥高低温老化试验的效能,应提高对产品的测试能力,即需要将高低温老化试验激发出的所有潜在缺陷检测出来,确定故障发生的部位,及时对插件进行更换和修复。
    3.1 提高测试精度
    由于高低温老化试验筛选度不高,造成某些故障可能处于临界状态,需要测试设备具有较高的精度才能判断出某些参数的细微变化。
    3.2 具备故障定位能力
    在非常温,特别是低温情况下出现故障时,由于人工无法对产品进行操作,难以判断故障所在部位,而该故障很有可能在常温时又恢复正常,因此要求测试设备有一定的故障定位能力,能根据测试数据自动判断故障发生部位,即哪块插件故障,帮助试验人员及时处理。
    3.3 具备自动测试、记录能力
    由于高低温老化试验是长时间连续进行的,需要测试设备能按试验要求自动测试、自动记录测试数据和结果,便于试验和管理人员了解试验情况,收集试验数据。
    3.4 具备非常温状态时的故障插件修复能力
    在高低温老化试验中发现插件故障,应迅速将该插件修复,再插入系统中继续高低温老化试验。由于某些插件的故障在常温下表现不出,仅在非常温的某种状态下才能表现出来,因此用于插件故障查找、修复的测试设备必须具备非常温下插件故障检测和修复能力。

    4、试验管理工作的改进

    4.1 组织专门人员进行低温老化试验
    在高低温老化试验中会出现一些产品故障,要及时记录与故障相关的数据,如故障插件、故障时间、温度以及插件故障部位、故障原因和失效器件等,需要有专人负责做试验以及记录整理各种数据。
    4.2 统计分析试验数据并跟踪运用情况
    及时统计分析试验数据,从中找出统计规律,同时跟踪产品出厂后的运用情况,并对有关信息进行收集整理和分析,以考核高低温老化试验效果及决定高低温老化试验方案的改进,为产品改进、工艺调整以及元器件采购等方面提供有力的数据支持和帮助。
    4.3 参与设计、材料、工艺变更时的验证工作
    当设计、材料、工艺变更时,不能确定这些变更是否合理有效的情况下,需进行高低温老化试验以验证这些变更是否能达到预期的目的,同时还可用于检测这些变更是否带来潜在的缺陷,及时改进设计、材料和工艺,使产品朝提高可靠性的方向发展。

    5、结束语

    在现有条件下针对以往高低温老化试验中的不足,制定合理的老化方案,加强测试工作,提高高低温老化试验效果,使汽车电子柜插件故障率下降了48.34%。今后应加大筛选应力强度,提高测试能力,进一步提高高低温老化试验效果,为汽车电子产品可靠性的提高发挥更大的作用。
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