電子產(chǎn)品隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)詳解與標(biāo)準(zhǔn)
2024年12月06日 10:23
可靠性試驗(yàn)電子產(chǎn)品隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)是環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS）的重要組成部分，旨在通過(guò)模擬實(shí)際使用環(huán)境中的振動(dòng)條件來(lái)激發(fā)和剔除產(chǎn)品中的潛在缺陷。以下是對(duì)電子產(chǎn)品隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)的詳細(xì)解析和標(biāo)準(zhǔn)參考。
a)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的基本參數(shù)
?隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的主要參數(shù)包括加速度功率譜密度（PSD）、頻率范圍、振動(dòng)時(shí)間和振動(dòng)軸向數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)置直接影響試驗(yàn)的有效性和產(chǎn)品的可靠性。加速度功率譜密度是單位頻率上的能量分布，通常以g2/Hz表示，是評(píng)估隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)力大小的關(guān)鍵指標(biāo) [1]。
?頻率范圍的選擇應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境和振動(dòng)特性，通常為202000Hz。隨機(jī)振動(dòng)的頻率范圍需要覆蓋產(chǎn)品的主要共振頻率，以確保試驗(yàn)的有效性。根據(jù)GJB1032和GJB/Z34的建議，頻率范圍應(yīng)至少為1001000Hz，以保證在連續(xù)頻率上都施加振動(dòng)且達(dá)到適當(dāng)?shù)念l譜值 [2] [3]。
b)加速度功率譜密度（PSD）
?PSD是隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，用于描述單位頻率上的振動(dòng)能量分布。常用的PSD值為0.04g2/Hz，這一值被GJB 1032標(biāo)準(zhǔn)推薦，以在剔除產(chǎn)品早期故障率方面達(dá)到最佳效果，同時(shí)避免對(duì)產(chǎn)品造成疲勞損傷 [1]。
?選擇PSD時(shí)，必須考慮產(chǎn)品的運(yùn)輸環(huán)境和實(shí)際使用條件。例如，空運(yùn)條件下的隨機(jī)振動(dòng)加速度均方根值通常比公路或鐵路運(yùn)輸要大，這意味著空運(yùn)環(huán)境更為嚴(yán)酷。因此，針對(duì)不同的運(yùn)輸方式，如空運(yùn)、海運(yùn)或卡車(chē)運(yùn)輸，需選擇合適的PSD標(biāo)準(zhǔn)，以確保試驗(yàn)條件既不過(guò)于嚴(yán)苛也不失有效性 [4]。
c)振動(dòng)時(shí)間和軸向選擇
?振動(dòng)時(shí)間通常為5~20分鐘，具體取決于產(chǎn)品的復(fù)雜性和試驗(yàn)?zāi)康?。GJB1032標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單個(gè)軸向的振動(dòng)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)20分鐘，以避免對(duì)產(chǎn)品造成不必要的疲勞損傷 [5]。
?振動(dòng)軸向的選擇應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)和內(nèi)部部件布局。通常情況下，選擇一個(gè)軸向進(jìn)行振動(dòng)即可，但當(dāng)產(chǎn)品對(duì)不同方向振動(dòng)的靈敏度較高時(shí)，可能需要增加振動(dòng)軸向。例如，對(duì)于復(fù)雜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，可能需要進(jìn)行兩個(gè)或三個(gè)方向的振動(dòng)，以更全面地模擬實(shí)際使用中的振動(dòng)條件 [5]。
d)隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)
?在隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)中，常用的標(biāo)準(zhǔn)包括GJB1032、ASTM D4169、ISTA2A和ISO 13355等。這些標(biāo)準(zhǔn)為不同產(chǎn)品和運(yùn)輸環(huán)境提供了詳細(xì)的試驗(yàn)參數(shù)指導(dǎo)，以確保試驗(yàn)的適用性和有效性 [4]。
?例如，GJB1032標(biāo)準(zhǔn)特別適用于軍用電子產(chǎn)品，規(guī)定了詳細(xì)的振動(dòng)譜型和振動(dòng)量值，以確保在剔除產(chǎn)品早期故障的同時(shí)，避免對(duì)產(chǎn)品造成損傷。該標(biāo)準(zhǔn)推薦的振動(dòng)譜型為0.04g2/Hz，加速度均方根值為6.06g，被認(rèn)為是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有效篩選的理想條件 [1]。
e)試驗(yàn)設(shè)備和條件控制
?進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，振動(dòng)臺(tái)的推動(dòng)力必須能夠滿(mǎn)足受試產(chǎn)品的重量要求，以確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性和安全性。根據(jù)相關(guān)研究，試驗(yàn)推動(dòng)力應(yīng)等于加載質(zhì)量與最大試驗(yàn)加速度的乘積，其中加載質(zhì)量包括試驗(yàn)臺(tái)自重、夾具重量以及產(chǎn)品重量 [6] [7]。
?在試驗(yàn)過(guò)程中，必須對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，以確保其符合標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)GJB/Z34的規(guī)定，試驗(yàn)溫度允差和隨機(jī)振動(dòng)參數(shù)允差都需要在特定范圍內(nèi)，以確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和一致性 [7]。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，電子產(chǎn)品隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)通過(guò)合理設(shè)置加速度功率譜密度、頻率范圍、振動(dòng)時(shí)間和振動(dòng)軸向，能夠有效激發(fā)和剔除產(chǎn)品中的潛在缺陷，提高產(chǎn)品的可靠性。試驗(yàn)參數(shù)的選擇應(yīng)基于產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)要求，以確保試驗(yàn)的有效性和經(jīng)濟(jì)性。
學(xué)術(shù)大綱
?隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)參數(shù)
?頻率范圍通常為20~2000Hz [2] [8]
?功率譜密度為0.04g2/Hz的梯形譜 [8] [9]
?振動(dòng)時(shí)間為5~15分鐘 [8] [9]
?施振軸向可選擇單軸或三個(gè)正交軸向 [8] [10]
?溫度循環(huán)試驗(yàn)參數(shù)
?溫度范圍由產(chǎn)品的工作極限溫度決定 [8] [11]
?變溫率為5°C/min [8] [11]
?循環(huán)次數(shù)為10~20次 [8] [9]
?高低溫保持時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品復(fù)雜程度選取 [12]
?篩選程序與條件
?篩選包括初始性能檢測(cè)、缺陷剔除試驗(yàn)、無(wú)故障檢驗(yàn)及最后性能檢測(cè) [8] [9]
?應(yīng)力篩選先做隨機(jī)振動(dòng)后做溫度循環(huán) [9] [13]
?無(wú)故障檢驗(yàn)則是先溫度循環(huán)后隨機(jī)振動(dòng) [9] [13]
?篩選應(yīng)力選擇原則
?篩選應(yīng)力的選擇應(yīng)以不超過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)極限為原則 [11]
?應(yīng)力條件應(yīng)能激發(fā)潛在缺陷而不損壞完好部分 [11]
?溫度循環(huán)和隨機(jī)振動(dòng)是常用的篩選應(yīng)力 [13] [14]
?隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備要求
?振動(dòng)臺(tái)需達(dá)到70g的加速度，掃頻范圍0~2000Hz [2]
?振動(dòng)試驗(yàn)夾具在振動(dòng)頻率范圍內(nèi)不允許有共振頻率 [7]
?試驗(yàn)注意事項(xiàng)
?在施加應(yīng)力的同時(shí)需進(jìn)行加電檢測(cè) [11]
?篩選應(yīng)力條件應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的具體特點(diǎn)和實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整 [11] [13]
引用文獻(xiàn)
[1]張斌,孫麗濱,蔡玲玲.電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)研究[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2014,22(2):456-459.
[2]李明成.通信產(chǎn)品早期失效期分析[J].信息通信技術(shù),2008,2(6):43-49.
[3]陸繼田.振動(dòng)試驗(yàn)技術(shù)[J].電子世界,2014,(21):89-89.
[4]聶保勇.電子產(chǎn)品包裝振動(dòng)測(cè)試條件研究[J].電子世界,2017,0(2):104-105.
[5]王紅征.電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選研究[J].電子世界,2014,(9):14-14.
[6]劉美玉.軍用車(chē)載電源可靠性試驗(yàn)中隨機(jī)振動(dòng)參數(shù)選擇及工程實(shí)現(xiàn)[J].環(huán)境技術(shù),2012,30(6):27-29.
[7]李平,張子華.電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法探討[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn),2008,26(2):42-45.
[8]尹大義.環(huán)境應(yīng)力篩選與產(chǎn)品可靠性[J].電訊技術(shù),1993,33(5):36-41.
[9]宋文治.評(píng)美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-2164/(EC)電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選方法[J].強(qiáng)度與環(huán)境,1992,19(3):35-40.
[10]王奇鋒,尉明,孫軼,趙娜.電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選的有效性分析[J].電子測(cè)試,2018,29(7):109-111.
[11]韓維航.電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)[J].裝備環(huán)境工程,2009,6(2):40-43.
[12]程文渭.提高電子產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法——環(huán)境應(yīng)力篩選[J].航天技術(shù)與民品,1998,(7):35-37.
[13]吳為,徐敬華.采用 SAC 技術(shù)提高電子設(shè)備可靠性[J].上海航天,1998,15(1):16-20.
[14]胡建霖.可靠性試驗(yàn)在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用[J].通訊世界,2018,25(3):312-313.
[15]雷義民,白真,楊華.一種剔除導(dǎo)彈潛在缺陷的方法研究[J].彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào),2008,28(5):86-88.
[16]馮茜,張浩,李婷婷.環(huán)境應(yīng)力篩選有效性解析[J].電子質(zhì)量,2017,(12):34-37.
[17]李勤建,高翠琢,邊國(guó)輝.組件的模態(tài)分析和隨機(jī)振動(dòng)分析[J].半導(dǎo)體技術(shù),2012,37(10):810-814.
[18]吳晗平.光電產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性保證試驗(yàn)[J].應(yīng)用光學(xué),1997,18(4):10-16.
[19]李超,王金諾,羊海濤.高可靠性產(chǎn)品的等效試驗(yàn)技術(shù)及可靠性評(píng)估[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2004,23(7):876-878.
[20]白康明,林震.機(jī)載電子設(shè)備環(huán)境應(yīng)力篩選[J].航空制造技術(shù),2005,0(10):88-90.
[21]常少莉,鄭術(shù)力,解禾.關(guān)于“正弦振動(dòng)試驗(yàn)”現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與正在修訂中的新版標(biāo)準(zhǔn)的解讀[J].環(huán)境技術(shù),2011,29(6):61-63.
[22]趙婷,項(xiàng)家駿,穆曉念,裴兆波,李翀.振動(dòng)試驗(yàn)極限控制應(yīng)用實(shí)例[J].宇航計(jì)測(cè)技術(shù),2017,37(6):67-69.
[23]魯凡,王戈文,巨化養(yǎng).振動(dòng)試驗(yàn)應(yīng)用技術(shù)[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn),2005,23(6):40-43.
[24]張明,高飛,黃英齡,明志茂.振動(dòng)應(yīng)力對(duì)電子產(chǎn)品可靠性影響研究綜述[J].環(huán)境技術(shù),2023,41(11):22-29.
[25]陳永祥.環(huán)境應(yīng)力篩選條件確定及工程實(shí)施中的注意事項(xiàng)[J].強(qiáng)度與環(huán)境,2010,37(3):45-51.
上一條
下一條
相關(guān)新聞
銀杏電池：數(shù)智先鋒，閃耀經(jīng)開(kāi)區(qū)
銀杏電池產(chǎn)品為什么能零改裝用于鉛酸電動(dòng)車(chē)
聯(lián)系方式
長(zhǎng)沙經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)東六路南段77號(hào)金科億達(dá)科技城B49-2
友情鏈接：湖南銀杏可靠性技術(shù)研究所有限公司
公眾號(hào)
歡迎關(guān)注我們的官方公眾號(hào)
客戶(hù)留言