研究網絡化電子元器件可靠性試驗及測試系統

秘海曉

摘? 要：隨著科技的逐漸發展，電子產品的種類也得到了相應的擴充與豐富。電子元器件作為組成電子產品的基本單元，其功能與性能也得到了提升與優化。本文以網絡化的電子元器件作為研究對象，探討其當下的各種應用性能指標，并對其可靠性進行測試與分析， 尤其是當前電子元器件被廣泛應用于航空、航天、船舶等重要軍工企業的關口，討論電子元器件的可靠性與各項指標更是有了特別的意義。

關鍵詞：網絡化? 電子元器件? 可靠性? 測試

中圖分類號：TP273 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2020）07（a）-0098-03

Abstract： With the gradual development of science and technology， the types of electronic products have been correspondingly expanded and enriched. As the basic unit of electronic products， the function and performance of electronic components have been improved and optimized. In this paper， the networked electronic components are taken as the research object， and their current application performance indexes are discussed， and their reliability is tested and analyzed， especially the electronic components are widely used in aviation， aerospace， ships and other important military enterprises. It is of special significance to discuss the reliability and indexes of electronic components.

Key Words： Networking; Electronic components; Reliability; Test

1? 可靠性試驗的原理

可靠性試驗總體上來說是一種效率極高的試驗技術手段，它可以充分地顯現產品的不足之處，所基于的原理是，施加給電子元器件一定的強化環境應力，借此來激發其失效。可靠性試驗包含應力壽命試驗、步進應力試驗等。在網絡化的電子元器件的組成系統中，可靠性試驗的主要作用就是及時找出元器件中存在的問題與故障，并對該問題存在的原因進行深入探討。可靠性試驗為了實現上述效果，應當采取的措施是，采用系統的方式，逐漸地增加工作的應力和周圍的環境壓力，而不是對單個元器件進行詳盡的排查。當前，可靠性試驗主要應用于電子元器件的設計應用初期，起到把關的作用。一方面，可靠性試驗可以率先起到測試的效果，以精準的方式給出具體全面的檢測數值;另一方面，通過可靠性試驗檢測出的產品缺陷，可以盡快地交予技術部門，責令其改進，以免產品缺陷得到大范圍的傳播，影響武器裝備的使用[1]。

2? 可靠性試驗的測試流程

2.1 建立試驗剖面

可靠性試驗的第一環節，就是獲取電子元器件的失效機理。這就要求試驗人員首先確定電子元器件的試驗應力，根據電子元器件所適用的工作環境建立可靠性試驗參數剖面。在試驗開始前，預先搜集與該電子元器件相同類別的其他電子元器件，或者在功能上、使用性能上類似的電子元器件的相關資料，分析它們曾經出現的失效機理，結合在本電子元器件上的試驗結果分析，最后能夠得到具體的試驗結果。

2.2 進行應力分析

根據第一環節得到的試驗結果，結合試驗人員的專業技能，對該電子元器件進行相關的應力分析。首先，應當將各項可能的影響因素進行分類，根據具體的應力數值，將已分類的影響因素套用到相應數值上。隨后，試驗人員應當進行多次的模擬仿真試驗，對已分析過的電子元器件的試驗剖面進行一定的優化與升級，并根據得到的各項敏感參數，制定具體的測試分析方法，選取適當的測試工具，以便后續制定完善的試驗方案，注意要及時記錄試驗的各項進程與各項參數，以保證在后續總結歸檔時有據可依。

2.3 快速溫變循環試驗

根據以往的工作經驗，試驗人員經常使用的可靠性試驗的分析方法是快速溫變循環試驗，該種方法的試驗要求可具體劃分為以下五部分。

（1）溫度上下線。溫度上下線的含義是指，電子元器件的缺陷在運行最終發展為故障時，循環數最少的情況下，上下線溫度的具體數值。所謂上限，就是指在高溫工作的極限值處減去5℃時數值。所謂下限，就是指比低溫工作極限還要在再上調5℃。當然，這一規定并不是一成不變的，在實際試驗進行中，試驗人員也可以根據具體情況靈活調整，例如，可以選擇不高于電子元器件毀壞的臨界點的80%作為溫度上下限。

（2）溫變率。通常來說，溫度的變化率會控制在每分鐘不低于15℃，不高于60℃范圍之內。因為對于實際的可靠性試驗來說，溫度變化過于頻繁，即溫度的變化率的數值過于復雜，就會導致試驗的時間被延長，或者試驗的結果不夠精準，這都會使得工作效率減慢，進而造成時間和資源的浪費。

（3）上下限溫度保持時間。這一保持時間指的是一段范圍，即網絡化電子元器件的上下限的浸泡時間，以及電子元器件的溫度想要達到穩定的狀態所需要的完整時間。通常來說，上下限的浸泡時間一般要持續10min以上，但不高于30min。由于此前提到的失效循環試驗并不是對電子元器件高溫低溫極限的分析。而是對其耐受溫度變化率的測量，因此，在實際的試驗過程中，電子元器件的上下限溫度一般會持續在20min左右。

（4）溫度循環的次數。控制溫度循環的次數對于試驗人員來說還是很有必要的，因為次數過多，造成的試驗方所花費的實際金額也會增多，這在一定程度上會給試驗方帶來一定的經濟壓力。因此，建議在溫度變化率達到每分鐘30℃時，所需要的循環次數盡量控制在6次以內，如果在實際操作中，電子元器件并沒有出現故障，那么試驗人員可以結合實際情況與自己的工作經驗適當地提高溫度的變化率。

2.4 敏感參數在線測試

網絡化電子元器件的某些結構性參數在實際投入到應力環境中時，會存在一定的偏差，在學術上來說，這些偏差數值就是人們常會碰到的敏感參數。敏感參數的作用，就是會影響可靠性試驗的效果，使得電子元器件的各項具體的參數值出現偏差。如電子元器件的性能指標、功能指標、應用技術指標等。因此，應當在試驗過程中對敏感參數進行實時的檢測與跟進，以免電子元器件本身出現了某種缺陷而不為人所知，這就會為后續的試驗操作帶來無法估量的影響[2]。

3? 電子元器件可靠性設計

電子元器件的可靠性設計，是指盡可能地彌補元器件產生的失效表現，使其能達到正常的運行和參數指標，并符合國家相關的標準。這對于試驗設計人員來說，是不小的考量，因為要做好電子元器件的可靠性設計，首先需要試驗設計人員對該電子元器件具有最基本的掌握和了解，其次，試驗設計人員應當對其他類別的電子元器件的失效情況有基本的認知，除此之外，工作人員試驗設計人員應當對外界環境也有一定的認知，即對電子元器件貯存、使用的位置有一定的掌握，其周圍的自然環境、運輸條件等，也需要相關的了解。

3.1 電子元器件的降額使用

如果對電子元器件施加的作用應力越大，那么其失效的程度可能越嚴重，因此必須控制好電子元器件上的作用應力，以免降低它的失效率，進而延長電子元器件的運行年限。降額就是其中的一項措施，但這種方法不是對所有的電子元器件都能適用，而是要根據電子元器件的具體工作參數和實際的運行性能，由試驗方和委托方綜合判斷，才能實施[3]。

3.2 電子元器件網絡化系統簡化設計

網絡化電子元器件的系統，可以適當地去除多余的零件，以求提高系統的工作效率與可靠度。這項操作的基本前提是，不能影響系統的正常功能。其次，當選擇最初的設計方案時，設計人員可以優先考慮部件較少的方案，在保證各項功能都能完整實現的情況下，盡可能地提升運行的效率。需要注意的是，不能因為過度追求方案的簡便和易操作性，而過分地刪減設計方案中的電子元器件，這不僅會導致最終的運行效果無法滿足用戶的實際需求，也可能會使設計人員過多地將精力投放在系統的優化上，可謂得不償失。

4? 結語

電子產品在武器裝備中所扮演的角色越來越重要，與電子產品密切相關的電子元器件的可靠性被廣泛關注。當下，與網絡化電子元器件相關的可靠性測試試驗與分析應用較廣，通過一系列試驗驗證流程的操作，可以較快地發現電子元器件存在的缺陷與不足，并通過一定手段的改進，使得電子元器件的性能和工作參數指標均實現穩定的提升。

參考文獻

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[2] 王蓬，張金彪.電子元器件的可靠性選擇與應用控制規范[J].電子測試，2016（9）：118-119.

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