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品达温度湿度振动三综合试验箱应力筛选

发布时间:2018-05-07 12:08:42 来源:欧贝特检测设备 浏览:

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品达温度湿度振动三综合试验箱应力筛选 品达温度湿度振动3综合实验箱应力挑选扫频正弦振动应力3.4.1 扫频正弦振动应力的挑选度计算    SS =1-exp[-0.000727(G)0.863 ·t] (2⑶⑺)式中:G—高于交越频率的加速度量值,g;   t—振动时间,min。  按式(2⑶⑺)计算的结果见表2⑶⑷。3.4.2 扫频正弦振动应力的故障率    λD = [-Ln (1-SS ) ] / t (2⑶⑻)式中:λD —故障率,次/h;SS—挑选度;   t—时间,h。按式(2⑶⑻)计算的结果也见表2⑶⑷。表2⑶⑷ 温

品达温度湿度振动3综合实验箱应力挑选

品达温度湿度振动三综合试验箱应力筛选

扫频正弦振动应力

3.4.1 扫频正弦振动应力的挑选度计算

    SS =1-exp[-0.000727(G)0.863 ·t] (2⑶⑺)

式中:G—高于交越频率的加速度量值,g;

   t—振动时间,min。

  按式(2⑶⑺)计算的结果见表2⑶⑷。

3.4.2 扫频正弦振动应力的故障率

    λD = [-Ln (1-SS ) ] / t (2⑶⑻)

式中:λD —故障率,次/h;

SS—挑选度;

   t—时间,h。

按式(2⑶⑻)计算的结果也见表2⑶⑷。

表2⑶⑷ 温度湿度振动3综合实验箱扫频振动挑选度和故障率

时间

加速度量值(g)

Min

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

5

.0020

.0036

.0051

.0066

.0080

.0099

.0107

.0120

.0132

.0145

.0157

.0169

.0181

.0193

10

.0040

.0072

.0103

.0131

.0519

.0186

.0212

.0238

.0263

.0287

.0312

.0355

.0359

.0382

15

.0060

.0108

.0154

.0196

.0289

.0278

.0316

.0354

.0391

.0428

.0464

.0499

.0534

.0568

20

.0080

.0144

.0204

.0261

.0316

.0368

.0420

.0470

.0519

.0566

.0614

.0660

.0705

.0750

25

.0099

.0180

.0255

.0325

.0393

.0458

.0522

.0584

.0644

.0703

.0761

.0818

.0874

.0929

30

.0119

.0216

.0305

.0389

.0470

.0547

.0623

.0696

.0768

.0838

.0906

.0937

.1039

.1101

35

.0139

.0251

.0355

.0452

.0546

.0636

.0723

.0807

.0890

.0970

.1049

.1122

.1201

.1275

40

.0159

.0287

.0404

.0515

.0621

.0723

.0822

.0917

.1010

.1101

.1189

.1276

.1361

.1444

45

.0178

.0322

.0454

.0578

.0696

.0810

.0919

.1026

.1129

.1230

.1328

.1424

.1517

.1609

50

.0198

.0357

.0503

.0640

.0770

.0895

.1016

.1133

.1246

.1357

.1464

.1569

.1671

.1771

55

.0217

.0392

.0552

.0701

.0844

.0980

.1112

.1239

.1362

.1482

.1598

.1711

.1822

.1980

60

.0237

.0427

.0600

.0763

.0917

.1065

.1207

.1344

.1476

.1605

.1730

.1852

.1970

.2089

λD

.0240

.0436

.0619

.0793

.0962

.1126

.1286

.1443

.1597

.1749

.1899

.2048

.2194

.2339

3.4.3 扫频正弦振动应力激起的故障模式或影响

使结构部件、引线或元器件接头产生疲劳,特别是导线上有微裂纹或类似缺点的情况下;

使电缆磨损,如在松驰的电缆结处存在尖缘似的缺点时;

使制造不当的螺钉接头松驰;

使安装加工不当的IC离开插座;

使遭到高压力的汇流条与电路板的钎焊接头的薄弱点故障;

温度湿度振动3综合实验箱使未充分消除应力的可作相对运动的桥形连接的元器件引线造成破坏,例如电路板前板的发光2极管或背板散热板上的功率晶体管;

已受损或安装不当的脆性绝缘材料出现裂纹。

3.5 随机振动应力

3.5.1 随机振动应力的参数

随机振动应力的参数有:

频率范围、加速度功率谱密度(PSD)、振动时间、振动轴向数。

其振动谱可参阅图2.3.3。

3.5.2 随机振动应力挑选度

随机振动应力挑选度的计算式以下:

    SS=1-exp[-0.0046(Grms)1.71t] (2⑶⑼)

式中:Grms—加速度均方根值,g;

   Grms =(A1 +A2 +A3 )1/2;(2⑶⑴0)

A1 、A2 、A3 ——随机振动谱的面积,g2 (见图2.3.3);

   t—动时间,min。

2⑶⑸ 随机振动挑选度和故障率

时间

加速度均方根值(g)

min

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

5

.007

.023

.045

.012

.104

.140

.178

.218

.260

.303

.346

.389

.431

.478

10

.014

.045

.088

.140

.198

.260

.324

.389

.452

.514

.572

.627

.677

.723

15

.021

.067

.129

.202

.282

.363

.444

.522

.595

.661

.720

.772

.816

.854

20

.028

.088

.168

.260

.356

.452

.543

.626

.700

.764

.817

.861

.896

.923

25

.035

.109

.206

.314

.424

.529

.625

.708

.778

.835

.880

.915

.941

.959

30

.041

.129

.241

.363

.484

.595

.691

.772

.836

.885

.922

.948

.966

.979

35

.048

.149

.275

.409

.538

.651

.746

.882

.878

.920

.949

.968

.981

.989

40

.055

.168

.308

.452

.586

.700

.791

.860

.910

.944

.966

.981

.989

.994

45

.061

.187

.339

.492

.629

.742

.829

.891

.933

.961

.978

.988

.994

.997

50

.068

.205

.369

.529

.668

.778

.859

.915

.951

.973

.986

.993

.996

.998

55

.074

.224

.397

.563

.702

.809

.884

.938

.964

.981

.991

.996

.998

.999

60

.081

.241

.424

.595

.734

.836

.905

.948

.973

.987

.994

.997

.999

1.00

λD

.084

.276

.552

.903

1.32

1.80

2.35

2.95

3.61

4.32

5.09

5.90

6.77

7.69

3.5.4 温度湿度振动3综合实验箱随机振动应力激起的故障模式或影响

随机振动应力激起的故障模式或影响与正弦扫频振动应力相同,但故障机理更复杂,发展故障的速度要比扫频正弦振动应力快很多,这是由于随机振动能同时鼓励许多共振点的作用结果。

3.6 挑选效果对照

3.6.1 温度应力对照

a) 对恒定高温应力的分析

温度湿度振动3综合实验箱恒定高温挑选的挑选度与温度增量、挑选时间密切相干,但其量值很小,由表2⑶⑴查得当温度增量为最大(80℃)、老炼挑选时间最长(200h)时,挑选度为0.9912。恒定高温的故障率只与温度增量有关,其值也很小,一样从表2⑶⑴查得温度增量最大(80℃)时故障率为平均0.0237次/h。即为了暴露1个缺点,用温度增量为80℃的恒定高温进行挑选平均需要42个小时。如果按有些产品以45℃(温度增量为20℃)高温进行老炼挑选的话,其故障率为0.0104次/h,需要平均老炼100小时才能暴露1个缺点。因此可见,为了到达消除初期失效的目的,用恒定高温的老炼挑选时间要很长,不但挑选效力低下,而且有可能要影响产品的使用寿命。

故障率低和可能影响产品的使用寿命是恒定高温挑选应力的致命缺点。

b) 对温度循环应力的分析

  温度循环应力的挑选度与温度范围、循环次数有关,并且与温度变化速率关系最密切,即温度升降速率越大,其挑选度也越大。由表2⑶⑵可查得温度范围为180℃、循环次数为4、温度变化速率为20℃/min时,挑选度为0.9907。归1化后其故障率与温度变化范围和温度变化速率成正相干。由表2⑶⑶可查得,当温度变化范围为80℃、温度变化速率为5℃/min时温度循环应力的故障率平均为0.2020次/循环,1般每一个循环时间在3.5~4.0小时之间,因此该应力的故障率相当于平均0.0505次/h~0.0577次/h之间。

因此,故障率高、挑选效力高、不会影响产品使用寿命是温度循环应力的特点。

c) 温度应力的比较

由上分析可知,温度变化范围为80℃、温度变化速率为5℃/min的温度循环应力的故障率是温度增量为80℃的恒定高温应力的2倍多(0.0505与0.0237之比)。而且在工程上要实现前者比后者容易很多。温度增量为80℃的恒定高温应力要让产品承受105℃(80+25)高温的相当长时间的工作进程,平均42小时才能暴露1个故障。而温度循环应力,通常采取温度交变实验箱,此类装备对温度范围为80℃(由-35℃变化到+45℃)、温变速率为5℃/min的性能参数是最低的要求,轻易即可实现,此应力可以使产品平均挑选20小时即可以暴露1个故障,比恒定高温应力的挑选效力高很多。

  为了进1步提高温度循环应力的挑选效力,可以通过提高温度变化率的应力参数来实现。由表2⑶⑵可知,当温度范围仍为80℃、温度变化速率由5℃/min提高到20℃/min时,其故障率由平均0.2020次/循环提高到平均0.7212次/循环,后者是前者的3.5倍多,即平均5个小时即可以暴露1个缺点。

  固然,温度交变实验箱要实现20℃/min的温变速率,需要大幅度地增加升降温系统的功率,乃至要在机械致冷的基础上加装液态氮致冷系统及其控制装置。这需要增加投入。为了提高挑选效力、减少挑选对产品寿命的影响,提高温变速率是最好的方法,为此而增加投入也是适合的。

3.6.2 振动应力对照

1般说来,振动应力是定量环境应力挑选方法才采取的应力,它可以暴露温度循环暴露不了的某些缺点。据统计,对电子装备而言,温度应力平都可以暴露79%的缺点,而振动应力平都可以暴露21%的缺点。因此,振动是不可缺少的挑选应力。扫频正弦振动台和随机振动台都可以作为振动环境应力挑选的装备,但由表2⑶⑷和表2⑶⑸的数据可以比较它们的故障率(即挑选效力)。

  我们依照GJB 1032《电子产品环境应力挑选》标准要求的典型的随机振动谱(见图2.3.3)算得其加速度均方根值为7.2g,取为7g;设延续时间为5min,查表2⑶⑸得挑选度为0.478、故障率为7.692次/小时。一样设扫频正弦振动的加速度为7g、延续时间为5min,查表2⑶⑷可得挑选度为0.0193、故障率为0.2339次/小时。两种振动应力的故障率相差甚大,随机振动是扫频振动的33倍!几种应力的挑选度和故障率的对照见表2⑶⑹。

表2⑶⑹ 温度湿度振动3综合实验箱挑选应力效果对照

项目

恒温45℃

恒温105℃

交变80℃

5℃/min

交变80℃

20℃/min

扫频7g

5min

随机rms7g

5/min

SS

0.8761

0.9912

中等

0.0193

0.478

λD(1/h)

0.0104

0.0237

0.2020

0.7212

0.2339

70.692

H/次故障

100

42

5

2

40.3

0.13(70.8min)

影响寿命

较大

较大

基本不影响

不影响

不影响

不影响

实验装备造价

较低

较高

较高

  固然,只有随机振动控制装备和与之配套的电磁振动台才能提供随机振动应力,其装备价格要比扫频振动台昂贵,但是为了提高挑选效力,最大限度地消除初期故障,这个投入还是合算的。

3.6.3 温度湿度振动3综合实验箱结论

a) 经典的老炼工艺与常规的恒温挑选对暴露产品的缺点有1定的作用,但其挑选度和故障率数值很小,效力10分低,需要用相当长的时间才能到达消除初期失效(缺点)的效果,因此可能会影响产品的使用寿命,有必要改用定量环境应力挑选方法。

b) 如果采取常温考机的办法作为产品出厂的根据,在几百小时内暴露不了1个缺点,也说明不了产品的可靠性有甚么样的水平,此法意义不大。

c) 定量环境应力挑选,需要采取温度循环应力,其效力已比恒定高温老炼挑选大为提高;就温度循环挑选而言,提高温变速率又是进1步提高挑选效力、减少挑选对产品使用寿命影响的最好方法,我们要为此项挑选创造条件。

d) 定量环境应力挑选,需要采取振动应力,其中又可以采取扫频正弦振动或随机振动方式,但从挑选效力对照可知,随机振动方式是最好的应力。为了提高挑选效力、减少振动应力挑选对产品结构件寿命的影响,应创造条件采取随机振动方式。









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