一千個人有一千個哈姆雷特,,十個人有十個老化方法,,不過互相誰也說服不了誰,甚至也沒人能說服的了自己,。我們就從原理上細(xì)細(xì)剖析下老化方法的確定方法,。
首先出廠前高溫老化的目的是什么?*,,電子器件的失效率特性曲線是浴盆曲線(圖1),,這個規(guī)律的出處就不必深究了(想追究的另議,)總之是有很強的數(shù)據(jù)支撐的,。老化的目的就是將產(chǎn)品的早期失效期在工廠里通過加速老化的方式熬過去,。這就是老化的目的。
圖1
這里面有幾個問題:
第1,,老化溫度T怎么選,?
既然是加速老化,自然就是希望節(jié)省時間快,,常規(guī)條件自然快不起來,,因此T>Tamax(設(shè)備高溫工作環(huán)境溫度),注意這里的環(huán)境是小環(huán)境,,不是大環(huán)境,,比如設(shè)備環(huán)境溫度上限50℃,但設(shè)備中的板卡的內(nèi)部環(huán)境極可能會比50℃要高,。要以老化對象的小環(huán)境溫度為Tamax為準(zhǔn),。T ≤ Tamax都不算是老化,充其量叫高溫運行試驗,。
但是比Tamax高多少呢,?推薦兩種辦法:
將板卡上所有器件的Tmax都列出來,然后找出小的那個,,即(Tmax)min值,,相當(dāng)于是男籃中矮的那個找出來。然后在【Tamax,,(Tmax)min】之間找一個數(shù)值,。
還有一種方法是T=Tamax+(15-25℃),,而且T <(Tmax)min。
以上兩種方法里選出的老化溫度T,,推薦優(yōu)選30,、40、55,、70,、85、100,、125、155,、175,、200℃,《GB2423.2電工電子產(chǎn)品墓本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B:高溫試驗方法》上建議的,。
但為什么這里不做老化溫度的硬性規(guī)定呢,?因為溫度和老化時間聯(lián)合作用的,溫度高了,,老化時間可以短點兒,,反正后滿足早期失效期被熬過去了就算ok。
不過有種特殊情況,,萬一有個別器件,,比如化學(xué)傳感器,電解電容等,,剛剛好器件的Tmax=Tamax(高環(huán)境溫度),,這時候,老化T怎么選都不可能高于Tamax,,高了器件會壞,,怎么辦?這時候可以把該器件拆下來只對其它器件做老化,,萬一拆不下來怎么辦,?我也沒辦法,涼拌,。就高溫運行運行算了唄,。
第2,老化時間怎么選,?
一般規(guī)律性的選取是24h,、36h、48h,、72h,、96h,,jun品里168h、200h的我也見過,,但貌似他們這么干的人也沒講出個為什么這么干的道道兒來,。建議推薦隨便選一個適合企業(yè)實際的時間先,比如24h,。沒別的理由,,僅僅是因為具備可操作性,場地,、設(shè)備,、成本、工期能滿足條件而已,。不過事情當(dāng)然沒這么簡單,,溫度和時間到底合適不合適,要看下一步的判據(jù)才是決定性的,。
第3,,老化條件是否符合要求的判定方法?
初步的老化條件確定后,,就先干起來,,然后通過追蹤報修數(shù)據(jù),通過反饋機制確定老化條件是否合適,。做統(tǒng)計分布圖,,統(tǒng)計圖的橫軸為天數(shù)(裝機調(diào)試成功為第0天,故障發(fā)生的時間距離第0天的時間間隔天數(shù),,或者以week為單位會更好),。
統(tǒng)計出來的結(jié)果可能會是兩種,圖2和圖3,。
圖2
圖2中,,T0階段其實跟產(chǎn)品自身沒什么關(guān)系,主要是用戶習(xí)慣的影響,,畢竟不是每個用戶都跟冠病毒疫情中的醫(yī)院一樣,,呼吸機一到立刻就會滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)用上,大多會有一個逐漸使用,,逐漸加大運轉(zhuǎn)負(fù)荷的過程,,所以其故障的激發(fā)也會有一個循序漸進(jìn)的過程,這一段不必太在意,,但隨后的一段時間后,,如果形成了先上升再下降后趨于平坦的規(guī)律,則說明老化條件不夠,出廠的產(chǎn)品還處于早期失效期就出廠了,,需要提高老化溫度或延長老化時間,,繼續(xù)觀察這個數(shù)據(jù),終達(dá)到圖3的統(tǒng)計規(guī)律,,這個老化條件就算ok了,。
圖3
不過注意一種情況,如果第1次統(tǒng)計時就出現(xiàn)了圖3的分布規(guī)律,,那有可能那有可能老化過度了,,還需要注意降低老化條件,指導(dǎo)在圖2中T0時刻的尖峰處于有又近乎于無的狀態(tài)為佳,。不過這種情況不必糾結(jié),,就算過度老化了,也不過是消耗一點生命而已,,產(chǎn)品更新?lián)Q代很快的行業(yè)不必多慮,,但是對長期壽命要求高的行業(yè)就得多注意了。
第四,,機械和軟件部分要不要一起老化?
不需要,。
因為機械的失效率曲線是對勾曲線,,老化過程會有損傷且累積性效應(yīng),老化的每一步都是在消耗機械結(jié)構(gòu)的生命,,這是不允許的,。
軟件根本就沒有生命力周期的問題,變暖也沒見老子的《道德經(jīng)》思想變質(zhì)阿,。所以軟件不必老化,。
但是,畢竟老化是模擬硬件的實際運行狀態(tài),,如果沒有了機械和軟件的配合,,他就是一個行尸走肉般的東西,不是真正的早期失效期的實際運行工況狀態(tài),,電子部分老化的又不充分,,因此,機械和軟件還是要參與老化的,,只不過,,機械的要用專門的老化工裝結(jié)構(gòu),只做老化不對外銷售,。軟件沒有壽命問題,,就無所謂了。
補充問題:
浴盆曲線的主要針對對象是電子器件,但現(xiàn)如今的器件廠家,,為了保證質(zhì)量,,出廠前都做過了老化篩選,也就是說早期失效期的問題在器件身上已經(jīng)不突出了,,這也是為什么現(xiàn)如今很多整機廠老化半天不怎么出問題的原因,。那是不是就可以省掉老化環(huán)節(jié)呢?
器件是可能沒問題了,,注意只是可能哈,,到底是不是所有的器件廠家都做過出廠前的老化篩選我也不打包票??珊附雍脱b配工藝難道沒有隱患嗎,?虛焊就是典型的一種。因此,,在一些特殊行業(yè)里,,不做針對器件的高溫老化了,但加強了針對電子工藝的老化篩選,,典型的惡應(yīng)力是“隨機掃頻振動 + 溫度沖擊循環(huán)”,,專門針對焊接工藝的,至于它的機理,,不屬于高溫老化的內(nèi)容,,暫不展開了。想解決這個問題,,可參考GJB /Z 1032,。
以上就是高溫老化的原理性方法,這是符合嚴(yán)謹(jǐn)理論的方法了,,但操作起來怎么做,,大家各自想轍去吧。裝模作樣的造點假數(shù)據(jù),,用點曲線蒙混審查人員,,應(yīng)該是夠了,反正肯下功夫把這事兒整明白的人也不多,。
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