「IoT」创业：产品分娩 - 老化测试详解

随着电子技能的发展，电子器件的集成化程度越来越高、构造越来越细微、工序越来越多、制造工艺越来越繁芜，这样在制造过程中会产生潜伏毛病。

对付一个性能良好的电子产品，不但哀求具备较高的性能指标，而且还要有较高的稳定性，通过老化可以筛选出电子元器件故障。

在电子产品加工过程中，由于经历了繁芜的加工工序，同时利用了大量的元器件物料，即便你的设计再好，也将引入各种毛病。

无论是加工毛病还是元器件毛病，都可分为明显毛病和潜在毛病：

毛病指那些导致产品不能正常事情的毛病，例如，短路、断路。

潜在毛病导致产品暂时可以利用，但在利用中毛病会很快暴露出来，产品不能正常事情，例如，焊锡不敷，产品虽然可以用，但轻微振动可能就会使焊点断路

明显毛病可通过常规考验手段（在线检测 ICT、功能测试 FT 等）加以创造，潜在毛病则无法用常规考验手段创造，而是利用老化的方法来剔除。

如果老化方法效果不好，则未被剔除的潜在毛病将终极在产品运行期间以失落效（或故障）的形式表现出来，从而导致产品返修率上升，维修本钱增加。

通过高温老化可以使元器件的毛病、焊接和装置等生产过程中存在的隐患提前暴露，提前鉴别和剔除产品工艺引起的早期故障。

老化还有一个更主要的目的（和测试一样）：

通过老化使产品加工工艺不断改进，使产品品质不断改进，改进到不须要老化为止。

老化结合可靠性测试，并与失落效剖析相结合，即对老化过程中失落效的器件进行根本缘故原由（ROOT CAUSE）剖析：

确定器件的失落效是物料选择的问题；

还是设计运用不当；

还是生产加工过程造成的损伤，并进一步改进；

经由2-3个循环，产品稳定下来，就可以逐步减少老化韶光直至取消。

2、老化的定义

严格意义上来讲，老化是指采取高温方法对产品施加环境应力。

而环境应力筛选（ ESS：Environment Stress Screen ）则不仅包括高温应力，还包括其他很多应力，例如，温度循环、随机振动、恒定高温等。

以是，老化是属于环境应力筛选的一种。

但现在很多公司已经把“老化”这个词的意义扩展了，老化就等同环境应力筛选，环境应力筛选俗称为老化。

老化是通过对电子产品施加加速环境应力，如，温度应力、电应力、潮热应力、机器应力等，匆匆使潜在毛病加速暴露成故障，达到创造和剔除潜在毛病的目的。

老化不能破坏好的部件或引入新的毛病，老化应力不能超出设计极限。

3、老化的事理

老化的理论根本是电子产品的故障率曲线，简称浴盆曲线。

# 1 - 早期失落效期

元件在开始利用时，它的故障率很高，但随着元件事情韶光的增加，故障率迅速降落。

故障率曲线属于递减型，这个阶段产品故障的缘故原由大多由于设计、材料、制造、安装过程中的毛病造成的。

为了缩短这一阶段的韶光，产品在投入运行之提高行试运行，以便于及早创造、改动和打消毛病。

# 2 - 有时失落效期

这一阶段的特点是故障率较低，而且比较稳定，故障率曲线属于恒定型，这段韶光是产品的有效寿命期，人们总希望延长这一期间，即在容许的用度内延长利用寿命。

# 3 - 消耗失落效期

这一阶段的故障率随韶光的延长而连忙增加，故障率曲线属于递增型。

到这一阶段，大部分元件开始失落效，解释元件的消耗已经严重，寿命即将终止，若能够在这个期间到来之前维修设备，更换或维修某些消耗的部件，就能将故障率降下来延长利用寿命，推迟消耗失落效期的到来。

老化因此剔除早期故障为目标，其空想的老化点为图中的 D 点，D 点的选择紧张靠履历数据。

图中的 A、B、C 表示老化程度的不同，A 点表示老化不敷，老化后仍有较大比率的毛病流入市场，而 E 点则是过老化，这样增加了老化本钱，缩短了产品利用寿命。

4、产品老化方案

1）常温通电老化

常温 25℃ 下，产品通电并加负载进行老化，根据产品特点确定老化韶光，一样平常选择 48-72 小时，此方案对功耗较大的产品常常采取。

2）加热通电老化

将产品在一定的环境温度下，通电老化，根据产品特点确定老化韶光，一样平常选择 24-36 小时，温度常日选用 40℃-45℃。

此方案对产品中，部分器件耐温较低（低于50℃）常常采取。

3）加热通电老化（高温）

将产品在一定的环境温度下，通电老化，根据产品特点确定老化韶光，一样平常选择 12 小时，温度常日选用 60℃-65℃。
此方案在产品老化中采取较多。

紧张有以下优点：

老化韶光短，节约韶光；

老化事情温度较高，能充分暴露出产品中的一些不敷，包括器件质量、焊接质量等；

合营一些通电动态试验，能监控全体老化过程中的事情状态是否正常。

5、产品老化示例

你根据产品实际哀求，决定采取加热通电（高温）老化的办法，并针对老化过程中的失落效器件进行失落效剖析及可靠性剖析，有两点好处：

一方面，可以改进以及提升产品可靠性；

另一方面可以为生产时所须要的老化方案积累数据。

老化流程如下：

# 1 - 试验箱条件

高温试验是为了验证产品在高温情形下其利用、运输及贮存的能力。

以是在实际测试的过程中须要仿照高温条件进行试验，你要确保知足外部温度环境可调的哀求。

对试验箱需有如下哀求：

须要明确试验箱温度丈量范围，温度颠簸度，空间温度差等紧张指标；

试验样品的尺寸和数量比较，试验箱该当足够大，试验样品能够完备纳入试验箱的事情空间。

# 2 - 老化等级

GB/T 2424.2-2008 供应了如下所示的韶光严厉等级标准：

2h；

16h；

72h；

96h；

168h；

240h；

336h；

1000h；

若试验的韶光过短，试验效果会打折扣。
若试验的韶光过长，则会花费更多的人力本钱和韶光本钱。

基于目前试验效果和试验本钱的考虑，测试韶光选择 72 小时。

# 3 - 测试方案

1）初始考验

初始考验分为两部分：

产品生产的常规测试以及上机测试，所有进行高温试验的产品均须要通过以上两种测试方可开始高温试验。

初始考验的必要性：

初始考验的目的是为担保进行高温测试的产品本身是合格的，不会由于存在不合格产品而影响高温试验的结果。

生产的常规测试，紧张是对产品的基本功能进行了验证，上机测试则仿照了产品出厂提高行的干系测试。

生产常规测试：

高温试验所利用产品须要按照实际生产流程进行，所有产品均须要具有唯一序列号。

序列号共包括三个部分：

物料编码；

生产批次号；

序号。

生产的常规测试按照“生产测试方案”进行初始测试，并出具测试报告，担保全体测试过程具有可追溯性。

2）老化测试方案

烧入测试程序，并搭建好测试平台。
为了保障所得试验数据具有统计学意义，需个准备至少 10 套进行抽测。

将产品放入高温试验箱，上电开始运行，记录放入韶光。

关闭试验箱并开始升温，设定目标温度，记录开始升温韶光以及温度达到目标温度的韶光。

目标温度达到后开始进行试验，试验持续韶光为 72 小时，白天事情韶光须要两小时检讨一次并记录温度及产品运行状态。

夜间运行时实验室应有人值班，4 小时检讨一次并记录温度及产品运行状态。

试验持续韶光知足 72 小时后，试验箱开始复温，复温办法采纳自然冷却办法，复温至常温后产品停滞供电，韶光应至少持续一个小时，结束测试。

试验完成后须要对产品进行性能检测，冷却 2 小时后进行生产的常规测试。

生产的常规测试按照“生产测试方案”进行，并出具测试报告，以及与初始考验的测试结果进行比拟，判断高温试验前后是否产生变革。

作者：卫Sir，公众年夜众号：简一商业

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