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可靠性试验。。。

可靠性测试实战
本案将以公司内部试验室设备配置来一一介绍相关的试验项目。
在了解了一些可靠性知识后,我们来了解一下试验具体的实施情况,由于公司试验室设置偏向温湿环境和
机械环境及电子方面,下面具体从实践中来谈谈相关试验的目的,条件,接受要求及经验之谈。
其他未涉及的相关试验,暂不做说明。
说明:对某一具体产品做测试时,所有的测试条件必须以对应的国标、行标为准。没有国/行标时,
应该根据实现的使用情况选定测试条件。

可参考相关标准:
环境试验一般操作流程: IEC-68
预处理 GB-T-2423


"初始检查
与测量"


试验


恢复


"最后检查
与测量 "


温湿环境相关的试验较其他试验来说,操作容易,但投资大,一般试验箱价格都在10-30万左右,
且维修费用高,其他一些精密的电子测试仪器也差不多,动则几十万,多则上百万。有时候看一家
公司的实力,看看他们使用的设备就能了解一二,言归正传;
所谓环境试验:
就是模拟可再现的环境,预测和验证将来产品可能在这些环境下存储,运输或使用时的适应性。

公司温湿环境试验房配置有
恒温恒湿箱 1 PC 使用年限超久,日本原装货,已报废。
冷热冲击箱 1 PC 据说价值近35万,(已服役10年) 爱斯佩克 广州
可程式恒温恒湿箱 2 PCS 一个18万(已服役10年) 爱斯佩克 广州
一个15万(已服役1年) 爱斯佩克 上海
高温干燥箱 2 PCS 一个大烤箱,一个小烤箱,当年老板 西德制造
从香港搬过来的,历史价值大于使用价值。


接着介绍温度湿度环境试验相关条款:
温度方面有:高温,低温,高低温冲击,高温高湿,低温高湿,温湿度循环
试验的目的:上述这些有的要求带电试验,有的不用,具体情况以试验申请部门要求来确定。
其目的主要是评估产品或试件在上述条件下所受到的影响或是在上述条件下的适应性。
样板在温度箱内摆放的时候要尽量靠中间,如果样板多,则样板之间要留有足够的空间

高温存储 低温存储
试验条件 70℃ 试验条件 -20℃
试验时间 48 Hrs 试验时间 48 Hrs
接收标准 外观结构OK 接收标准 外观结构OK
功能 OK 功能 OK

高低温冲击 高温高湿
试验条件 ’-20℃ /30mins 70℃ /30mins 试验条件 40℃ 95%RH
试验周期 48 个循环 试验时间 48 Hrs
接收标准 外观结构OK 接收标准 外观结构OK
功能 OK 功能 OK

温湿度环境
温湿度循环
试验条件: Operating -5 to 45 degree C following cycle
* 25 degree C ,50%: 15min
* 25 degree C ,50% -> -5 degree C,0% : 30min
* -5 degree C ,0%: 3hours
* -5 degree C ,0% -> 25 degree C,50% : 30min
* 25 degree C,50% : 15min
* 25 degree C,50%-> 45 degree C,95%: 30min
* 45 degree C,95% : 3hours
* 45 degree C,95%-> 25 degree C,50% : 30min
实验周期 循环 3 次
接收标准 外观结构OK
功能 OK

这里另加一个表面温升试验:
主要是验证产品或零件在工作中表面温度是否在范围之内。
1.在需要测量表面温度的产品表面或是零件表面用热电偶连接表面。
2.产品接通电源,在40℃环境温度下运行至稳定,用数据采集器每3分钟
采集一次温度数据。
3.运行时间:24小时。
接收标准:表面温度不可超过规格要求之温度。

Remark: 上述实验条件只是个别试验例子,试验条件的具体实施需根据客户要求进行设置

下面来看看振动和跌落试验:
公司内部关于振动和跌落的设备配置:
可程式电动振动台 1 PC 价值40万,(已服役10年) 东菱 江苏
跌落测试仪 1 PC 价值2.3万 (已服役6个月) 立佳 东莞
模拟运输台 1 PC
振动试验: 定频定加速度 正弦振动 随机振动 冲击
跌落试验: 带彩盒跌落 带卡通跌落 裸机跌落
试验的目的:上述这些有的要求带电试验,有的不用,具体情况以试验申请部门要求来确定。
其目的主要是评估产品或试件在上述条件下所受到的影响或是在上述条件下的适应性。
试件在试验时要稳定地固定在测试夹具上,不可松脱。

定频定加速度 正弦扫频
频率 50Hz 频率 10-100-10Hz
加速度 1 G 加速度 1 G
试验时间 30mins / xyz 扫频速率 1 倍频程 /1分钟
xyz为试件的三个轴面 试验时间 30mins / xyz
接收标准 外观结构OK xyz为试件的三个轴面
功能 OK 接收标准 外观结构OK
功能 OK

随机振动:

频率 PSD
1Hz 0.0001
4Hz 0.01
16Hz 0.01
40Hz 0.001
80Hz 0.001
200Hz 0.00001
试验时间: 1H/ XYZ
振动 xyz为试件的三个轴面
接收标准 外观结构OK
功能 OK


冲击:

冲击波形: 半正弦
冲击加速度: 20 g
冲击波作动时间: 6 mS
冲击轴向 xyz
冲击次数 : 每轴向正负方向各3次冲击
接收标准 外观结构OK
功能 OK


振动试验参数:

正弦振动
频率范围(Frequency Range):单位为Hz。
扫描速率(Sweep rate): 单位为Octave/min
加速度(Acceleration):单位为G 或m/s²,1G = 9.8m/s²
测试时间或次数(Test time/Cycle/sweep)
振幅单位(Displacement):单位为mm 或inch。
测试轴向(Axis):X、Y、Z
随机振动
频率范围(Frequency Range):单位为Hz。
功率频谱密度 P.S.D/g2/Hz,功率频谱密度代表需要组成
的复频波中,各频率所提供的功率成分。
测试时间:执行测试所需时间,单位为min 或hour.
加速度实效值:Grms
测试轴向(Axis):X、Y、Z
Remark: 上述实验条件只是个别试验例子,试验条件的具体实施需根据客户要求进行设置

关于跌落首先看看如下知识点:
包装跌落试验基本知识:


跌落方式及顺序要求
























跌落面边角:

ASTM 国际安全运输协会
1.包装箱接缝端最脆弱角;2-3-5角 角
2.相邻测试角之最短边 棱
3.相邻测试角之次长边 棱
4.相邻测试角之最长边 棱
5.相邻测试角之最小面 面
6.相对最小面 面
7.相邻测试角之次小面 面
跌落 8.相对次小面 面
9.相邻测试角之最大面 面
10.相对最大面 面


跌落高度:

Packaged-Product Weight 包裝後重量 Drop Height 跌落高度
Equal to or greater than But Less than Free Fall
相等或超過 但少於 自由跌落
Lb Kg Lb Kg Inches mm
0 0 21 10 38 970
21 10 41 19 32 810
41 19 61 28 26 660
61 28 100 45 20 510
100 45 150 68 12 310


卡通跌落
跌落高度: 55cm
跌落次数 10次(6面三边一角)
落地地板: 水泥地板

彩盒跌落
跌落高度: 80cm
跌落次数 10次(6面三边一角)
落地地板: 木地板

裸机跌落
跌落高度: 100cm
跌落次数 10次(6面三边一角)
落地地板: 木地板

另外关于卡通包装还有一个静压测试和振动试验
可根据如下公式计算静压值负载于包装上
L = W x (S-1) x F
L = 樣板在測試中承受的負載, 以磅(或千克)為單位
W = 單個樣板毛重, 以磅(或千克)為單位
S = 產品在集裝箱內椎積的層次或個數
F = 補償因素 (一般情況下範圍在3-6, 對於我們的產品, F = 4)
静压时间:1小时

振动试验 (模拟运输台)
測試樣板至14,200次振動沖擊.(以分鐘計算的總運行時間須滿足用14,200除以步驟
所設定的頻率) 見以下表格:
CPM Hz Test Duration in Minutes
150 2.5 95 振動測試進行一半後, 進行水平旋轉90度測試,
180 3 79 如果樣板太長引起旋轉90度不能進行,
210 3.5 68 可允許旋轉180度.
240 4 60
270 4.5 53
300 5 48


下面来看另外两个房间,一个是ESD测试房,一个是盐雾试验房

ESD 测试 ESD GUN 1 PC
该试验主要是评估产品抗静电放电的能力 ESD TABLE 1 PC

测试条件
放电方式 空气放电 接触放电
放电电压 ‘+/-8KV ’+/-6KV
放电次数 / 10次


盐雾试验 盐雾试验箱 1 PC
该试验主要是评估镀层的保护作用,和抗氧化能力。
试验条件:
试验箱温度: 35 ℃
盐水浓度: 5%NACL
PH值: 6.5-7.2
测试时间: 24小时
试验结束后应及时清除盐水管路中的盐水溶液,并用清水冲洗;
关于盐雾试验的结果评级:
保护评级 Rp 外观评级 RA
缺陷面积 评级
A% Rp 或RA A 覆盖层损坏所致的斑点,颜色变化
无缺陷 10 B 很难看得见,覆盖层腐蚀所致的发暗
0<A≦0.1 9 C 阳极性覆盖层腐蚀产物
0.1<A≦0.25 8 D 阴极性覆盖层腐蚀产物
0.25<A≦0.5 7 E 表面点蚀
0.5<A≦1 6 F 碎落,起皮,剥落
1<A≦2.5 5 G 鼓泡
2.5<A≦5 4 H 开裂
5<A≦10 3 I 龟裂
10<A≦25 2 J 鸡爪状,星状缺陷
25<A≦50 1
50<A 0

各镀种的试验及检验标准

序号 镀种 检验仪器 试验标准时间 试验标准依据 检验标准 允收水准
测试后外观标准 测试前表面外观 REJ 0.65 0.15 0.01
1 黑锌Cr3+ 盐水喷雾试验机 48H 依照ASTM B 117/CNS 8886. Z 8026標准試驗 揭开试验盖,取出试验板,用清水洗去表面的附着物(盐粒),查看有无生红锈状况。 不能有:A.生鏽;B.氧化;C.起泡和麻點、脫皮;D.白花點,碰花,電焦; E.電鍍不均勻. 0 1 B C D A
2 彩锌Cr3+ 48H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡和麻點,脫皮; D.十字或牙絲有雜物; E.有黑斑點; F. 顏色太淺或無彩、脫色.
3 白锌Cr3+ 24H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡和麻點、脫皮;D.發黑、發黃.
4 蓝锌Cr3+ 24H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡、麻點和脫皮;D.發黑,發黃.
5 铜镍(环保) 12H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡和麻點,脫皮;D.電焦;E.發黑、發黃、露銅.
6 黑镍(环保) 12H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡和麻點;D.脫皮;E.顏色太淺;发黄和泛彩.
7 煲黑(环保) 2H 不能有:A.生鏽;B.發紅、露白、脫色;
8 红铜(环保) 3H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.發黑
9 青铜(环保) 3H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.發黑
10 镀金(环保) 48H 不能有:A.生鏽;B.發黑;C.脫皮和起泡.
11 镀银(环保) 12H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.發黑
12 镀鉻(环保) 20H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡和麻點,脫皮;D.電焦;E.發黑、發黃、露銅.
13 镀锡(环保) 8H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.發黑
14 绿锌Cr3+ 12H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.起泡、麻點和脫皮;D.發黑,發黃.
15 磷化黑(环保) 2H 不能有:A.生鏽;B.發白;
16 达克罗(银色)(环保) 500H 不能有:A.發黑;B.塞孔;
17 达克罗(黑色)(环保) 1000H 不能有:A.生鏽;B.氧化; C.發黑


关于化学品的限制
ROHS测试
公司配置
X射线荧光光谱分析仪 55万 服役4年 日本精工SA-1000A 已转移给IQC
六项限制物如下

Cadmium Cd 镉:小于100ppm /
Lead pd 铅:小于1000ppm 钢合金中小于3500ppm
铝合金中小于4000ppm
铜合金中小于40000ppm
Mercury Hg 汞:小于1000ppm /
Chromium (VI) Cr+6 六价铬:小于1000ppm
Polybrominated biphenyls PBB 多溴联苯:小于1000ppm
Polybrominated diphenyl ethers PBDE 多溴二苯醚:小于1000ppm

公司的设备只能比较准确的测定Cd,Pd,Hg这3项元素。因为这3项元素是比较单一的
Cr是混合元素,有单质铬,3介铬,和6介铬,测出来的是铬的总量,不能单独评断6介铬的含量
PBB和PBDE 也是混合元素,他两混合一起,就无法分辨其单一的含量。
如要对Cr,PBB,PBDE进行合理的确认需要到外部第三方试验室进行ICP测定。

X射线荧光光谱分析仪测试软件主要有两个测试模式
模式1 P1000 主要测试塑胶件和流体物质
模式2 M1000 主要测试金属部件
Metal-pd 测试焊锡料如锡条,锡渣,锡线

测试时,物品尽量细分到单一介质,要摆放到位,让X线能射到物品居中的位置。
操作时,操作员动作要轻要缓,测试时要尽量保护好自己,因为设备有一定得辐射危险。
每周记得拿标准块对设备进行校正。

近来比较流行REACH化学品限制法令。
REACH : Registration,Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals,化学品注册、评估、许可和限制”,
是欧盟对进入其市场的所有化学品进行预防性管理的法规。将于2007年6月1日正式实施。
对此公司暂时还未施行REACH相关法令。

静电防护
公司很重视静电防护,现在就防静电用品的检测做如下介绍:
静电放电防护用品检测方法及要求:
1    防静电地板检测方法与标准
检测仪器
1.2    表面电阻测试仪
a)   检测方法(静电地板到接地点的电阻)
1.       使用70%以上的异丙醇清洁电极,自然晾干
2.       分别将电极,接地点和测试仪连接
3.       进行测试,测试位置如图所示
4.       记录测试电压和测试结果
5.       测试到另一个接地点的电阻并记录
6.       相邻地面至少测5次或者每500m2至少测试5次(取两都间测试次数多的),
每5点中至少3点取在有明显脏污的地方,地板垫至少每2平方米测一个点。




b)   检测方法(静电地板点到点之间电阻测量)
1.       使用70%以上的异丙醇清洁电极,自然晾干
2.       连接测试仪和电极
3.       测试A点到各点的电阻,测试位置如图所示
4.       测试B点的电阻并记录
5.       相邻地面至少测5次或者每500m2至少测试5次(取两都间测试次数多的),
每5点中至少3点取在有明显脏污的地方,地板垫至少每2平方米测一个点。


c)    检测标准
电阻〉1*109Ω


2    防静电工作台检测方法与标准
a)   检测方法
1.桌面电阻测试
2.用70%异丙醇清洁,15分钟后测试,如图所示:





























b)    测试报告:
报告需要包含:温湿度,测量结果,测试仪器的精度
c)    检测标准
1.接地电阻范围:110E6Ω到110E9 Ω
2.两点间电阻范围:≥1*10E6Ω


3    防静电移动装置、周转用品的检测标准
a)   运转车台面与脚轮之间电阻的测试
b)   检测方法
如图所示


c)    检测标准
静电泄漏电阻7.510E5Ω到110E9Ω
(不允许将ESD组件直接放置静电泄漏低于
1*10E3Ω的运转器具,移动装备和导电物体上。












4    防静电椅子电阻测试
a)    检测方法:
如下图所示

b)    检测标准
静电泄漏电阻7.510E5Ω到110E9Ω
(不允许将ESD组件直接放置静电泄漏低于
1*10E3Ω的运转器具,移动装备和导电物体上。





5    电子工具类的ESD检测标准(镊子、刷子、吸锡器、电批等)
a)   烙铁接地电阻检测方法(热烙铁测试)
1.连接测试装置,负极与UUT(unit under test)的接地点连接,UUT保持开,温度为工作温度
2.检查测试装置,用导线和2Ω的电阻测试,误差4%
3.清洁烙铁头,电极的镀锡区,读数稳定时记录

b)   烙铁接地电阻检测方法(冷烙铁测试)
1.  测试仪器
欧姆表:1-2Ω,精度±10%
校准电阻:2Ω±1%,≥1/2 瓦
2.  测试:
校准欧姆表:读数应在1.8-2.2Ω
测试烙铁头和接地点之间的电阻,记录(如下图所示)
更换欧姆表的表笔极性测试

c)    检测标准
热烙铁接地电阻<2Ω
冷烙铁接地电阻<2Ω


a)&nbsp;&nbsp; 烙铁头电压测试
1.测试仪器:电压表,量程20mv
2.测试方法:连接电压表的负极到接地点
接入电源,达到工作温度
3.将电压表设定到交流MV档
4.清洁烙铁头,将正极与烙铁头相连
5.稳定时读取数据并记录
6.如果需要测试直流电压,重复上述步骤,记录数据

b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测标准
标准≤20mV





6&nbsp;&nbsp;&nbsp; 防静电工作服的检测标准
a)&nbsp;&nbsp; 检测方法(袖对袖测试) b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测方法(点对点电阻测试)
按照图示进行连接并使用100V电压进行测试,记录数据 将工衣摆放在绝缘工作台上,放电极,使用100V电压进行测试测试其他面



















7&nbsp;&nbsp;&nbsp; 防静电工作鞋的检测标准
a)&nbsp;&nbsp; 检测方法
1.&nbsp;&nbsp; 取下静电手环,双脚踏上踩脚板,用手按下静电测试按钮,测仪亮绿灯为OK,亮红灯为FAIL.
2.&nbsp;&nbsp; 当ESD测试为FAIL时重新检查静电鞋是否穿戴正确,鞋底是否干净。然后重新测试,直至OK


b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测标准
鞋底电阻<1*10E9Ω











8&nbsp;&nbsp;&nbsp; 防静电手腕带的检测
a)&nbsp;&nbsp; 检测方法
1.戴上静电环,将静电环的鳄鱼夹夹在静电测试平台指定位置。
2.双脚踏在地板上,用手按下静电测试按钮,测试仪亮绿灯为OK, 亮红灯为FAIL.

b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测标准
测试仪亮绿灯为OK, 亮红灯为FAIL.






9&nbsp;&nbsp; 防静电手套的检测标准 10&nbsp;&nbsp;&nbsp; 防静电包装材料的检测标准
a)&nbsp;&nbsp; 检测方法 a)&nbsp;&nbsp; 检测方法
1:将防静电手套放置在绝缘表面上,如图测试. 1:将防静电袋(珍珠棉)放置在绝缘表面上.
2:将表面阻抗测试仪的二个探测仪连接于主控器.
3:二个探测仪分别放于静电包装材料不同点.
b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测标准 4:用力按住测试键,显示屏出现HOLD后,接着出现数值,此数值为防静电袋
110E5Ω<表面电阻<110E9Ω (珍珠棉/静电地板)之表面阻抗电阻.
b)&nbsp;&nbsp;&nbsp; 检测标准
表面电阻〉1*10E9Ω















此外,这里再介绍一些公司试验室其他机械和电子测试方面的配置。

机械 电子
插拔寿命测试仪 1 PC 高压仪 1 PC
拉力压力计 2  PCS 精密LCR 1 PC
纸带摩擦仪 1 PC 毫欧表 1 PC
酒精摩擦仪 1 PC 高阻仪 1 PC
扭力计 1 PC 万用表 3 PCS
线材弯折测试仪 1 PC 电子负载 4 PCS
按键耐久测试仪 1 PC DC电源 7 PCS
利边测试仪 1 PC 变频器 1 PC
尖点测试仪 1 PC 数据采集器 1 PC
铅笔硬度仪 1 PC
百格刀测试仪 1 PC
显微镜 1 PC
数显卡尺 1 PC

从这些设备的名字,我们就可以知道该设备是做什么用,在此就不用我多费口舌了。
各位看客有机会见到这些设备自然知道怎么用,操作非常简单,都是最常见的设备。

关于机械和电性参数的测试,不同的产品会有不同的要求,大致测试手法类似。
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楼主你实在是太专业。佩服啊。

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发起人

275641119
275641119

走了很多不该走的路。。。

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