環境應力篩選(ESS)是通過向產品施加加速環境應力,將存在于產品內部的潛在缺陷在短時間內變成故障,并加以發現和排除的過程。環境應力篩選不是一般接受/拒收意義上的試驗,而是一種工藝手段,是發現和剔除不良元器件、工藝缺陷、設計缺陷及其它原因造成的早期故障的有效工藝手段,它不僅應用于產品的生產階段,而且還應用于產品的研制階段。產品經過環境應力篩選,其使用可靠性可以得到大幅度提高。
原則上,凡能將產品中潛在缺陷激發為故障的應力,均可用于篩選。實踐經驗表明,不同應力在激發產品內部缺陷效果上存在很大差異。篩選應力必須選擇那些激發產品內部缺陷十分有效的應力。從美國環境科學協會(IES)搜集的歷年資料中可以發現,溫度循環是有效的篩選應力方法,其次是隨機振動。在暴露的缺陷中約80%是對溫度循環響應的結果,約20%是對隨機振動響應的結果。實踐證明,溫度循環和隨機振動組成的ESS篩選方法是消除產品潛在缺陷經濟有效的手段。因此,環境應力篩選常選擇的應力就是溫度循環和隨機振動。
1、誘發故障機理(li)
溫度循環和隨(sui)機(ji)振動誘發故障(zhang)機(ji)理的(de)不同(tong),決定它們所激發的(de)缺陷類型也不一(yi)樣。
產(chan)(chan)品(pin)在(zai)經受溫度循環(huan)時,內(nei)部(bu)交替膨脹和收縮(suo),使其(qi)產(chan)(chan)生熱(re)應力和應變(bian)(bian)。當產(chan)(chan)品(pin)內(nei)部(bu)存在(zai)瞬時的(de)熱(re)梯度,或產(chan)(chan)品(pin)內(nei)部(bu)鄰接(jie)材料的(de)熱(re)膨脹系(xi)數不(bu)匹配時,這些(xie)應力和應變(bian)(bian)將會(hui)加(jia)劇,并在(zai)潛在(zai)缺(que)陷(xian)(xian)處(chu)出現(xian)應力集中,多次循環(huan)將會(hui)累積這種效應,終(zhong)使缺(que)陷(xian)(xian)變(bian)(bian)成故障。隨機(ji)振(zhen)動(dong)是(shi)在(zai)很寬的(de)頻率(lv)范圍內(nei)對產(chan)(chan)品(pin)施加(jia)振(zhen)動(dong)應力,產(chan)(chan)品(pin)在(zai)不(bu)同的(de)頻率(lv)上同時受到應力,并在(zai)許多諧振(zhen)點(dian)上同時受到激勵(li),從而使安裝(zhuang)不(bu)當的(de)元件受扭曲﹑碰撞(zhuang),產(chan)(chan)品(pin)的(de)結(jie)構松(song)動(dong)或磨(mo)損甚至破壞(huai)。可以這樣說,溫度循環(huan)在(zai)揭示元器件的(de)缺(que)陷(xian)(xian)方面起(qi)主(zhu)要作用,而隨機(ji)振(zhen)動(dong)在(zai)揭示工藝和組裝(zhuang)缺(que)陷(xian)(xian)方面起(qi)主(zhu)要作用。
采用隨(sui)機(ji)振(zhen)動-溫度循環-隨(sui)機(ji)振(zhen)動組合方式的(de)篩選順序,有利于這2種應力(li)間的(de)協同作用,加速激(ji)發和(he)暴(bao)露產品內部的(de)潛(qian)在缺陷。
2、應(ying)力參數的確(que)定
環(huan)(huan)境應(ying)力(li)(li)篩(shai)選(xuan)使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)主要(yao)是(shi)(shi)激發故(gu)障(zhang)(zhang),而(er)不是(shi)(shi)模擬工作(zuo)環(huan)(huan)境,對于篩(shai)選(xuan)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)(zhang)不僅沒有數(shu)量(liang)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)制,而(er)且(qie)在費用和時(shi)間允(yun)許的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下,希望把(ba)盡可能多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)陷變(bian)為故(gu)障(zhang)(zhang)并加以排(pai)除(chu)。環(huan)(huan)境應(ying)力(li)(li)篩(shai)選(xuan)所(suo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)雖(sui)然是(shi)(shi)加速應(ying)力(li)(li),但不能超(chao)出(chu)產(chan)品(pin)設計的(de)(de)(de)(de)(de)(de)極(ji)限(xian),不能讓受篩(shai)產(chan)品(pin)因為篩(shai)選(xuan)而(er)使其(qi)性(xing)能下降(jiang)或壽命降(jiang)低。一個經濟(ji)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境應(ying)力(li)(li)篩(shai)選(xuan),確定合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)參數(shu)非(fei)常關(guan)鍵。
2.1溫度循環應(ying)力參數的確定(ding)
在溫(wen)度循(xun)環諸(zhu)參(can)數中(zhong),對(dui)篩選效果有(you)影響的是溫(wen)度變化范圍(wei)(或高(gao).低溫(wen)極(ji)值)、溫(wen)度變化速率(lv)以及循(xun)環次(ci)數。
2.1.1 溫度變化范圍
溫度(du)變化范圍表(biao)明(ming)了產(chan)品(pin)在每(mei)一個循(xun)環中經受(shou)的(de)(de)熱應力/應變,它由高(gao)、低溫極值決(jue)定(ding)。選擇(ze)溫度(du)極值的(de)(de)關鍵是給產(chan)品(pin)施加適當(dang)應力以析出缺(que)陷而不損壞好的(de)(de)產(chan)品(pin)。溫度(du)極值的(de)(de)選定(ding)必須考(kao)慮2個關鍵因素:組(zu)件的(de)(de).貯存溫度(du);組(zu)件設計的(de)(de)工作(zuo)溫度(du)和(he)工作(zuo)溫度(du)。
確(que)(que)定(ding)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)極值(zhi)應當是受篩產(chan)品(pin)所經(jing)受的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)不應超(chao)過構成產(chan)品(pin)各(ge)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)各(ge)個部(bu)件(jian)﹑元(yuan)(yuan)器件(jian)和(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)值(zhi)(貯存溫(wen)(wen)度(du)和(he)(he)工作溫(wen)(wen)度(du))中的(de)(de)(de)(de)小值(zhi),溫(wen)(wen)度(du)不應超(chao)過構成產(chan)品(pin)各(ge)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)各(ge)個部(bu)件(jian)、元(yuan)(yuan)器件(jian)和(he)(he)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)值(zhi)(貯存溫(wen)(wen)度(du)和(he)(he)工作溫(wen)(wen)度(du))中的(de)(de)(de)(de)值(zhi)。在(zai)(zai)實(shi)踐(jian)中,使用的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍(wei)基本上在(zai)(zai)90~180℃之間(jian),選取的(de)(de)(de)(de)小溫(wen)(wen)度(du)變化(hua)范(fan)圍(wei)是:組件(jian)125℃(通常(chang)低(di)溫(wen)(wen)-50℃,高(gao)(gao)溫(wen)(wen)75℃),單(dan)元(yuan)(yuan)110
℃(通常(chang)低(di)溫(wen)(wen)-40℃,高(gao)(gao)溫(wen)(wen)70℃),系統100℃(通常(chang)低(di)溫(wen)(wen)-40℃,高(gao)(gao)溫(wen)(wen)60℃)。在(zai)(zai)上述確(que)(que)定(ding)方法的(de)(de)(de)(de)基礎上,根據(ju)產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)能(neng)力,選取的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)變化(hua)范(fan)圍(wei)盡可能(neng)大,以提高(gao)(gao)篩選效率(lv)。
2.1.2溫度變化速率
溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)通常指的(de)(de)(de)是(shi)環境應(ying)力(li)篩選試(shi)驗(yan)箱(xiang)內空氣溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)平均速(su)(su)率(lv)。提高溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)可(ke)加強(qiang)產品的(de)(de)(de)熱(re)脹冷(leng)縮程度(du)(du)(du)(du)并(bing)縮短這一(yi)過(guo)程的(de)(de)(de)時間(jian),加劇熱(re)應(ying)力(li)和應(ying)變(bian)(bian),因此較高的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)可(ke)以提供更有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)篩選。由于受產品本身的(de)(de)(de)熱(re)容(rong)量(liang)和熱(re)慣性的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),產生在(zai)產品上的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)響(xiang)應(ying)并(bing)不都與環境應(ying)力(li)篩選試(shi)驗(yan)箱(xiang)內的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)同步,熱(re)容(rong)量(liang)大的(de)(de)(de)產品往往出現明(ming)顯(xian)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)滯(zhi)后,尤其是(shi)受篩產品質量(liang)大,溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)速(su)(su)率(lv)太高,環境應(ying)力(li)篩選試(shi)驗(yan)箱(xiang)風速(su)(su)慢的(de)(de)(de)條件下,這種溫度(du)(du)(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)(hua)滯(zhi)后更明(ming)顯(xian),從而達(da)不到預期的(de)(de)(de)篩選效(xiao)(xiao)果。
溫(wen)度變(bian)化速(su)率(lv)的(de)選擇取決(jue)于受篩(shai)(shai)產品的(de)特性,同時還(huan)應(ying)考慮篩(shai)(shai)選設備(bei)能力。根(gen)據(ju)美國多(duo)年的(de)篩(shai)(shai)選經驗,印制板組(zu)件組(zu)裝(zhuang)級(ji)的(de)篩(shai)(shai)選溫(wen)度變(bian)化速(su)率(lv)常采用(yong)(yong)15~20℃/min,單元級(ji)的(de)常采用(yong)(yong)10~20℃/min,設備(bei)和系統級(ji)的(de)常采用(yong)(yong)10~15 ℃/min。
環境應力篩選試驗箱的風速是影響受篩產品溫度響應的重要因素。大的風速加快了環境應力篩選試驗箱內空氣溫度的對流速度,保證了受篩產品各組件與環境應力篩選試驗箱內空氣溫度有良好的熱變換,提高了篩選效率。為改善受篩產品的溫度響應,可以在組件密度高或熱容量大的部位安裝風扇之類的空氣循環系統,提高這些部位的溫度變化速率。美國休斯飛機公司近的經驗表明,對印制板組件組裝級篩選時,為使硬件溫度緊跟環境應力篩選試驗箱中空氣溫度變化,組件處的空氣速度必須至少為4.75
m/s例。對于風速小于5 m/s的環境應力篩選試驗箱,由于受篩產品各組件與環境應力篩選試驗箱內空氣的熱交換較緩慢,篩選時不宜采用超過15℃/min的溫度變化速率同,過高的溫度變化速率反而會使產品的溫度響應變差,降低了篩選效果。
為(wei)尋找(zhao)佳的溫(wen)度(du)變(bian)化速率,要求對受(shou)篩產品(pin)進(jin)行(xing)溫(wen)度(du)調查,尤(you)其對產品(pin)的關鍵部位(wei),依(yi)據產生(sheng)在(zai)產品(pin)上(shang)的溫(wen)度(du)響應結果并結合篩選設備能(neng)力(li)進(jin)行(xing)確定。
2.1.3循環次數
產(chan)(chan)品(pin)(pin)在經(jing)受(shou)溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)時(shi)(shi),溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)變(bian)化使(shi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)內(nei)(nei)部產(chan)(chan)生(sheng)熱應(ying)力和應(ying)變(bian),當產(chan)(chan)品(pin)(pin)內(nei)(nei)部存在缺陷(xian)時(shi)(shi),這(zhe)種(zhong)熱應(ying)力和應(ying)變(bian)容易(yi)在這(zhe)些(xie)缺陷(xian)部位集中,激發(fa)它們終(zhong)誘(you)發(fa)成故(gu)障,而溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數的(de)(de)(de)增加則能累積這(zhe)種(zhong)激發(fa)效應(ying)。循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數影(ying)響篩選(xuan)的(de)(de)(de)有效性和持續(xu)時(shi)(shi)間,從而影(ying)響篩選(xuan)費用(yong)。循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數越多,篩選(xuan)越徹底。溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數的(de)(de)(de)選(xuan)取與(yu)受(shou)篩產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)結構復雜程度(du)(du).設(she)計和工(gong)藝(yi)成熟度(du)(du)密切相關(guan)。結構簡單的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin),溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數可適當少些(xie);產(chan)(chan)品(pin)(pin)結構越復雜,所需的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)次(ci)數也就越多。用(yong)于(yu)(yu)篩選(xuan)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin),一方面希望(wang)產(chan)(chan)品(pin)(pin)內(nei)(nei)部潛在缺陷(xian)盡可能析出,另一方面又不至于(yu)(yu)過分消耗產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)有效壽命。對(dui)印制板組(zu)件來(lai)說,一般(ban)選(xuan)擇為20~40個溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan),而對(dui)單元(yuan)和系(xi)統(tong)來(lai)說,常選(xuan)擇為12~20個溫(wen)(wen)度(du)(du)循(xun)(xun)(xun)環(huan)(huan)。
極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)保(bao)持(chi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)以(yi)(yi)及在循環(huan)過程(cheng)中產(chan)(chan)品(pin)(pin)是(shi)否加電監測(ce)也是(shi)影(ying)響溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)循環(huan)篩(shai)選(xuan)效(xiao)果的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素。極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)保(bao)持(chi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)包括以(yi)(yi)下(xia)兩(liang)段(duan)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian):第1段(duan)是(shi)受篩(shai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)組(zu)件(jian)(jian)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)達到穩(wen)(wen)定(ding)(ding)所需(xu)(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian);第⒉段(duan)是(shi)組(zu)件(jian)(jian)在溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)極(ji)值下(xia)浸(jin)泡(pao)所需(xu)(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)。對(dui)于(yu)前者,通常有(you)兩(liang)種(zhong)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)準則:一(yi)種(zhong)是(shi)當產(chan)(chan)品(pin)(pin)內(nei)響應慢的(de)(de)(de)(de)元件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)與極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)之差在極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)15%以(yi)(yi)內(nei)時(shi)(shi)(shi)(shi),就認為(wei)達到了(le)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(如(ru)圖1AT所示);另一(yi)種(zhong)是(shi)在受篩(shai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)典型部位安裝溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)傳(chuan)感(gan)器進行溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)調(diao)查,當溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)傳(chuan)感(gan)器指示值在極(ji)值溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)±2℃時(shi)(shi)(shi)(shi),才認為(wei)達到溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)例。為(wei)了(le)縮短溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian),可(ke)(ke)采用風(feng)速大(da)的(de)(de)(de)(de)環(huan)境應力篩(shai)選(xuan)試(shi)驗箱來篩(shai)選(xuan),在不影(ying)響產(chan)(chan)品(pin)(pin)結構(gou)強度(du)(du)(du)(du)和各級(ji)組(zu)件(jian)(jian)固定(ding)(ding)連接方式(shi)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),盡可(ke)(ke)能(neng)去除機柜蓋子,加快產(chan)(chan)品(pin)(pin)部件(jian)(jian)周圍的(de)(de)(de)(de)空氣對(dui)流(liu)速度(du)(du)(du)(du)。對(dui)于(yu)后(hou)者,即(ji)浸(jin)泡(pao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian),其目的(de)(de)(de)(de)有(you)2個:保(bao)證(zheng)釬料發生蠕變,這段(duan)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)一(yi)般為(wei)5
min;完成(cheng)(cheng)功能(neng)測(ce)試(shi),時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)常常大(da)于(yu)5 min。因(yin)此,對(dui)于(yu)不需(xu)(xu)要(yao)監測(ce)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin),浸(jin)泡(pao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)為(wei)5 min,對(dui)于(yu)需(xu)(xu)要(yao)監測(ce)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin),浸(jin)泡(pao)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)則延長至完成(cheng)(cheng)功能(neng)測(ce)試(shi)所需(xu)(xu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)( ≥5 min)。由于(yu)保(bao)持(chi)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)是(shi)決定(ding)(ding)效(xiao)費比的(de)(de)(de)(de)主要(yao)因(yin)素,為(wei)達到一(yi)個合理的(de)(de)(de)(de)效(xiao)費比,對(dui)受篩(shai)產(chan)(chan)品(pin)(pin)進行溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)調(diao)查是(shi)十分(fen)必(bi)要(yao)的(de)(de)(de)(de)。
加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)電監測是尋找間歇故障的有效(xiao)(xiao)方法。單元或系統級產(chan)(chan)品(pin)(pin)在(zai)篩(shai)選(xuan)(xuan)過程(cheng)中通常要求加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)電監測,但對印刷線(xian)路組件(PWA),由于它(ta)們在(zai).工.作環(huan)境中不能作為獨立產(chan)(chan)品(pin)(pin)使(shi)用(yong),同時通常也(ye)不具備功(gong)能檢(jian)測的條件,一般不加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)電監測。考(kao)慮到加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)電使(shi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)產(chan)(chan)熱(re)從而(er)影響溫度變化速(su)率,加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)電監測時機宜選(xuan)(xuan)在(zai)兩個極值溫度保持階(jie)段和升溫階(jie)段。在(zai)溫度循環(huan)篩(shai)選(xuan)(xuan)過程(cheng)中,增加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)性能測試(shi)次(ci)數,可及時發現故障并加(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)以(yi)修(xiu)復,節省篩(shai)選(xuan)(xuan)時間,提(ti)高篩(shai)選(xuan)(xuan)效(xiao)(xiao)果。
2.2隨機振動應力參數(shu)的確(que)定(ding)
隨(sui)機振動(dong)(dong)是在寬頻率范圍上對產品施加(jia)振動(dong)(dong),產品上所有諧振頻率在整個振動(dong)(dong)時(shi)間(jian)內同時(shi)受到激(ji)勵,因(yin)而(er)能快(kuai)速(su)析(xi)出潛在的缺(que)陷(xian)。振動(dong)(dong)篩選(xuan)的核心是譜形和總量(liang)值。因(yin)此,確(que)定譜形和總量(liang)值是確(que)定振動(dong)(dong)篩選(xuan)方案的關鍵。
2.2.1振動譜型(xing)和量值(zhi)
一(yi)個充分(fen)篩(shai)選(xuan)(xuan)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)頻(pin)譜應當(dang)是(shi)寬帶(dai)的(de)(de)(de)(de),頻(pin)率(lv)范(fan)圍(wei)常(chang)為(wei)(wei)20~2000 Hz,必(bi)要時(shi)可依據(ju)產(chan)品(pin)(pin)情況(kuang),將(jiang)頻(pin)率(lv)范(fan)圍(wei)縮小(xiao)到100~1000 Hz,以保證(zheng)受(shou)(shou)篩(shai)產(chan)品(pin)(pin)所(suo)有諧振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)在整個振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)時(shi)間內同時(shi)受(shou)(shou)到激勵。常(chang)規篩(shai)選(xuan)(xuan)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)量(liang)值(zhi)一(yi)般(ban)為(wei)(wei)0.04
gHz,加速度(du)均方根值(zhi)(Grms)為(wei)(wei)6.06 g(如圖(tu)2所(suo)示(shi))。由(you)于產(chan)品(pin)(pin)中缺(que)陷(xian)的(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出取(qu)決于缺(que)陷(xian)處的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)響(xiang)(xiang)應,而不(bu)是(shi)取(qu)決于振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入,因此(ci)為(wei)(wei)了能將(jiang)產(chan)品(pin)(pin)中的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷(xian)很好地(di)析(xi)(xi)出,而又(you)不(bu)使敏感的(de)(de)(de)(de)和關鍵的(de)(de)(de)(de)元器(qi)件以及好的(de)(de)(de)(de)元器(qi)件損(sun)壞,必(bi)須先對(dui)產(chan)品(pin)(pin)尤其對(dui)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)響(xiang)(xiang)應不(bu)清(qing)楚(chu)的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)進(jin)行振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)調(diao)查(cha),摸清(qing)產(chan)品(pin)(pin)對(dui)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入的(de)(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應特性(xing),包(bao)括共振(zhen)(zhen)頻(pin)率(lv)、優(you)勢頻(pin)率(lv)和各組件對(dui)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入的(de)(de)(de)(de)響(xiang)(xiang)應情況(kuang),再根據(ju)產(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)響(xiang)(xiang)應特性(xing)來確定振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)量(liang)值(zhi),以保證(zheng)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)輸(shu)入的(de)(de)(de)(de)量(liang)值(zhi)大小(xiao)既能激發缺(que)陷(xian)又(you)不(bu)損(sun)壞產(chan)品(pin)(pin),從而達到理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)篩(shai)選(xuan)(xuan)效(xiao)果。根據(ju)經(jing)(jing)驗,元件級(ji)、組件級(ji)篩(shai)選(xuan)(xuan)量(liang)值(zhi)通常(chang)取(qu)0.04~0.045
gHz,而整機產(chan)品(pin)(pin)或(huo)含(han)有不(bu)耐振(zhen)(zhen)部件的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)篩(shai)選(xuan)(xuan)量(liang)值(zhi)一(yi)般(ban)低于0.04 g/Hz(通常(chang)取(qu)0.02~0.04 g/Hz),但具體量(liang)值(zhi)需經(jing)(jing)過(guo)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)調(diao)查(cha)來確定。
2.2.2振(zhen)動軸向和(he)振(zhen)動時間(jian)
隨(sui)機振動(dong)原則(ze)上應在3個(ge)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)進行。但由于產品的(de)(de)結(jie)構特點及復(fu)雜程度.內(nei)部(bu)部(bu)件(jian)布局以及產品對不同軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)振動(dong)的(de)(de)響應程度不同,振動(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)可(ke)以是(shi)1個(ge)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)也可(ke)以是(shi)2個(ge)或(huo)3個(ge)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)。一般情況下(xia)只選(xuan)取單一軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)振動(dong)即可(ke)有效地(di)完成篩選(xuan),但這一軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)應是(shi)敏感的(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang),析(xi)出(chu)的(de)(de)缺陷應遠大于其它2個(ge)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang),具體(ti)振動(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)需要(yao)通過對3個(ge)互相垂(chui)直軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)進行振動(dong)調查,確定產品關鍵部(bu)位的(de)(de)響應,找出(chu)敏感的(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang),必要(yao)時,可(ke)以增加(jia)振動(dong)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)(xiang)以使(shi)篩選(xuan)更(geng)充分(fen)。
振(zhen)(zhen)(zhen)動時間一般為每軸向5~10 min,累計不超過(guo)20 min8。實踐經驗表明,只(zhi)要振(zhen)(zhen)(zhen)動量值(zhi)合適,10 min的振(zhen)(zhen)(zhen)動足以析出大多數(shu)缺(que)陷(xian)3。延長振(zhen)(zhen)(zhen)動時間無益于篩選,反而引(yin)起疲勞積累損傷,過(guo)多地消耗產品(pin)的有效壽命(ming)。
在進(jin)行振(zhen)動(dong)調(diao)查和振(zhen)動(dong)篩(shai)選時,產(chan)品與振(zhen)動(dong)篩(shai)選設備間要求剛(gang)性連接,以保證振(zhen)動(dong)輸入盡可能不失真地傳(chuan)遞給產(chan)品。
3、結語
環(huan)境應力篩選是提高產品質量和(he)可靠性(xing)的有手段(duan)。—個有效的篩選通常要求溫度變化范圍大.溫度變化速率快以及寬帶的隨機振動。對產品確定合適的篩選應力參數既可將其內部潛在缺陷充分析出,又不過分消耗產品的有效壽命或破壞產品,使效費比合理。由于產品的結構特點,復雜程度.功能及使用要求千差萬別.產生在產品上的應力(振動.溫度)響應大小不一,因此,不可能存在一個通用的、對所有產品都具在佳效果的篩選方法。為達到佳篩選效果,在確定溫度循環和隨機振動篩選應力參數時,還應當對受篩產品進行溫度調查及振動響應調查,進一步優化篩選應力參數。