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1、专业认识实习报告39141228 曹海斌一、 元器件检测技术 元器件检测技术包括电子元器件可靠性试验，电子元器件基础试验，电子元器 件筛选试验，电子元器件鉴定试验，电子元器件测试。1. 可靠性的基本概念 在规定的时间内和规定的条件下完成规定的功能的能力。2电子元器件在使用过程中所遇到的主要环境条件 气候条件：温度、湿度、气压、盐雾、腐蚀性气体等 机械条件：振动、冲击、碰撞、离心、失重、爆炸等 生物条件：霉菌、昆虫、啮齿动物等 辐射条件：太阳辐射、核辐射、紫外线辐射、宇宙射线辐射 电磁条件：电场、磁场、雷击、放电等人为因素：使用、维修、包装等 3元器件可靠性试验的目的1. 保证元器件的可靠性（元
2、器件的质量认证、批量合格与否的判定等）2. 对新材料、新工艺、新产品、新设计进行评价（如安全裕量和耐环境能力 的确定，潜在缺陷的发现等）3. 研究新试验方法（如加速试验方法及其加速系数的确定，试验应力的种类 及其量值、循环次数、试验时间的确定，抽样方案选择等）4. 暴露使用过程中可能出现的不安全因素5. 研究预防故障发生的措施（如故障的再现性，故障分析，措施效果的验证 等）6. 研究元器件失效分布规律（如元器件在寿命不同阶段的失效分布情况、失 效模式分布等）为进行有效的可靠性管理提供依据 4元器件可靠性试验常用分类法环境试验： 考察元器件在各种环境（振动、冲击、离心、温度、热冲击、湿 热、盐雾
3、、低气压等）条件下的适应能力，是评价产品可靠性的重要试验方法之一 寿命试验：研究元器件寿命特征的方法，这种方法可在试验室模拟各种使用条 件来进行。在于了解元器件的寿命特征量、失效规律、失效率、平均寿命及在寿命 试验过程中可能出现的失效模式，对元器件的可靠性水平进行评价，并通过质量反 馈来提高元器件可靠性水平筛选试验：对元器件进行全数检验的非破坏性试验。目的为选择具有一定特性 的元器件或剔除早期失效的元器件，以提高元器件批使用可靠性。现场使用试验：使用现场进行试验，评价元器件的可靠性试验计划、验证可靠 性试验方法和评价试验的准确性，作用更大。鉴定试验：根据抽样理论制定出的抽样方案，对元器件的可靠
4、性水平进行评价而进行的试验。加速寿命试验：就是在不改变原来试验目的的前提下，通过各种办法来减少试 验时间或样品数量。其中包括时间加速寿命试验（增加断续工作的次数，使得在较 短的时间内获得等效于正常寿命试验的效果），强制劣化寿命试验（加大试验应力， 从而加速产品性能劣化过程），判定加速寿命试验（加严失效判据以缩短试验时间）。定性寿命保障试验：为了能在短时间内鉴定出元器件所能承受的环境极限强 度，如冲击极限、离心加速度极限、高低温极限等的负荷能力，或在新品研制时， 暴露元器件潜在的缺陷或不安全因素。或由于分析上的需要，把已经出现过的故障 再现，或掌握元器件在制造过程中其材料和工艺的缺陷及变化情况等
5、，常对元器件 施加高于额定工作条件的应力来进行试验，称为：定性寿命保证试验。5.可靠性筛选可靠性筛选目的：就是设法在一批元器件中剔除那些由于原材料、设备、工 艺等 （包括人的因素）方面潜在的不良因素所造成的有缺陷元器件 早期失效元 器件，而把具有一定特性的合格元器件挑选出来。可靠性筛选意义：一批元器件由于通过筛选剔除了早期失效的产品，就可提高 该批产品的可靠性水平。在正常情况下，失效率可以降低半个到一个数量级，个别 的甚至可降低两个数量级。可靠性筛选的特点 ：1. 电子元器件失效机理在元器件制造出来以后就已经固定。所以，可靠性 筛选不能改变其失效机理，不能改变单个元器件的固有可靠性水平。但是，
6、通过筛 选，可剔除早期失效元器件，从而提高成批元器件总体的可靠性水平。或者说，筛 选不能提高元器件的固有可靠性，只能提高元器件的使用可靠性。2. 可靠性筛选对性能良好的元器件应该是一种非破坏性试验，即试验应力对 好元器件的损伤要尽可能小。反映在整批元器件特性上，就是不应影响其失效机理、 失效模式和正常工作，在此前提下，可考虑加大应力进行筛选，以提高筛选效果和 缩短筛选时间。3. 可靠性筛选不同于对元器件的质量验收和工艺质量管理：（1）筛选的目的不是检查元器件在测量的时候是否合格，而是 假设所有元器件在开始时都是合格的；（2）筛选是一个挑选过程，故要对元器件进行100的筛选检查；（3）由筛选分出
7、的等级是由寿命要求和元器件预期应用的工作 条件而定的。因此，从概念上说，筛选与质量验收工艺、质量管理不同，它不是因为一 个或几个参数测量值超过可接收的标准范围而加以剔除，而是考虑这些测量值可能 是潜在的早期失效（不可靠）的预兆。6元器件鉴定试验鉴定试验：选择具有代表性的元器件产品，按照标准规定的程序，在规定条件 下所做的一 项或一组或多组试验，以验证元器件的设计是否与规定的质量和可靠性保证等级要求一致，并以此作为该元器件是否满足要求的评价依据。鉴定试验是验证和评价元器件质量和可靠性水平的关键试验之一。 鉴定试验的目的：向订购方提供合格证明，证明元器件在批准投产之前已经符 合最低可接受的质量和可
8、靠性等级要求。鉴定试验侧重验证元器件是否达到质量和可靠性等级要求，不同于筛选试验主 要侧重于暴露并剔除引起早期失效的不良品，也不同于增长试验侧重于暴露元器件 缺陷并采取纠正措施提高元器件质量和可靠性。只有通过鉴定试验的元器件才能设 计定型并做出投入生产的决定。元器件的可靠性检测是对产品构件的可靠性分析，对于产品的关键器件，可靠 性分析是必不可少的，是从小部分对整个大整体的可靠性保障。二、 环境可靠性分析环境可靠性试验是可靠性试验中非常重要的一部分，在可靠性评估中占有很大 的比重。包括振动试验、冲击试验、噪声试验、结构模态试验、高温试验、低温试验、 盐雾试验、湿热试验、低气压试验、恒定加速度试验
9、、静强度试验、热环境试验、 热强度试验、特种强度试验等。下面以振动试验为例进行可靠性分析。飞机上的振源很多，不同类型的飞机振源并不完全一样，飞机上的设备要承受各振源的振动激励。为保证机载设备在飞机上正常地、长期地、可靠地工作。在产品研制过程中要全面考核产品耐振动环境应力。在批生产过程中，振动试验是检验 产品质量，暴露产品早期故障的手段。一般的振动环境包括确定性振动和随机振动，确定性振动有一般的规律可以掌 握，随机振动没有规律可循。为了便于研究：假设随机振动是平稳的、各态历经的 随机振动， 一般情况下，各态历经随机振动是平稳的，而平稳的随机振动不一定 是各态历经的。随机振动特性的描述： 在幅值域
10、包括概率密度、概率分布、平均值、均方根值等。 在时差域包括自相关函数和互相关函数。 在频率域包括自功率谱密度、互功率谱密度和谱相干函数等。振动对器件的可靠性影响很大，振动环境对产品引起的是小一般包括：导线的 摩擦；紧固件的松动；电触点的间断；带电元件间的接触和短路；密封失效；构件 疲劳；光学上的失调；裂纹和断裂； 松开的质点或元件引起系统网路或机械卡塞； 强电噪声； 焊点脱落； 结构件的碰撞等等。失效类型分析：1 功能失效产品在振动环境应力作用下，其工作状态或输入输出特性发生不允许的 变化，致使其主要技术参数超差 。2 结构损坏失效由于振动环境交变应力的作用，产品上产生较大的响应，造成结构内部
11、或外部 损伤引起产品功能失效。3 过应力失效4 疲劳失效 防振措施：改善产品本身工艺质量，包装，减振器，动力消振器弹簧，阻 尼消振器增加接触面、橡胶等。振动试验技术1 试验目的 评定设备在其预期的运输和使用环境中的抗振能力。2 试验用途 考核产品对振动环境的适应性。3 应用对象 按运输振动环境考核的对象:作为固紧货物的设备，大型组合件，散装于运输 环境中的设备。由于目前我国可靠性试验分析多用于军事领域，相应的标准也参照国家军用标 准，因此认识和了解军标对可靠性试验也是必不可少的，下面对GJB150A.16作简 要介绍。GJB150A.161 目的使得研制的装备能承受寿命周期内的振动与其他环境因
12、素叠加的条件并正常 工作。验证装备能否承受寿命周期内的振动条件并正常工作。2 应用 试验方法用于确定振动试验量级、持续时间、数据处理和试验程序。 注：本方法研制试验、鉴定试验、功能试验、耐久试验、寿命试验、可靠性试验、适应性 试验及环境应力筛选等不同的试验目的。这八类试验严格来讲研制试验、鉴定试验、 功能试验、耐久试验是属于振动试验，而寿命试验、可靠性试验、适应性试验、环 境应力筛选不能称为振动试验。3 限制 平台/ 装备的耦合作用 振动试验通常用对装备的输入来描述，装备相对于振动台将被视为一个刚体。较小的装备是可以接受的，对于大的装备，应把装备和激振装置结合在一起视作一 个柔性系统的振动。当
13、平台/装备与实验室振动台/试件之间的阻抗不一致时，就要 采取力限方法或加速度限控制方法，以防止出现不真实的强烈振动响应 。这种控 制限取决于外场和实验室的测量数据。4 环境效应 导线磨损；紧固件/元器件松动；断续的电气接触；电气短路；密封失效；元器件失效；光学上或机械上的失调；结构裂纹或断裂；轴承摩蚀。5 选择试验顺序 利用预期寿命期事件的顺序作为通用的试验顺序，同时考虑下列因素：振动应力引起的累积效应可能影响在其他环境条件（如温度、高度、湿度）下装 备的性能。如果要评估振动和其他环境因素的累积效应，用一个试件进行所有环境 因素的试验，通常先进行振动试验。但若预计其他环境因素（如温度循环）造成
14、的损 伤使装备对振动更敏感，则应在振动试验前先进行这个环境因素的试验。例如，温 度循环可能产生初始疲劳裂纹，裂纹在振动作用下会扩展。试件一般要按寿命周期的顺序逐个进行各项振动试验。对大多数试验，为了适 应试验装置的计划安排或由于其他原因，可以对试验顺序进行调整。但某些试验必 须按其在寿命周期中的顺序进行。如在振动试验之前应完成与制造过程有关的预处 理（包括环境应力筛选）.6 选择试验程序运输振动比使用振动更严酷的情况：运输试验（试件不工作）和使用试验（试件工 作）都要进行。使用振动比运输振动更严酷的情况：可以取消运输试验。也可以修改使用振动 试验的振动谱或持续时间，使之包含运输振动试验要求。运
15、输状态与使用状态的对比：在评估环境的相对严酷度时，应包括运输状态与 使用状态的差别。通常用为对包装的输入来定义运输状态的环境，而用对装备安装 结构上的输入或装备对环境的响应来描述使用状态的环境。7 试验程序的差别散装货物运输：用于由卡车、拖车或履带车运输的且没有固定安装（捆绑）到运 输工具上的装备。试验量值不能剪裁，它代表了军用车辆通过恶劣道路时散装件所 经受的运输振动。一般振动：用于那些试件固定在振动台上的情况，振动通过夹具/试件界面作 用在试件上。根据试验要求，可以施加稳态振动或瞬态振动大型组件运输：用于复现在轮式或履带车上安装或运输的大型组件经受的振动 和冲击环境。组合式飞机外挂的挂飞和
16、自由飞：用于飞机外挂在固定翼飞机上的挂飞和自由 飞，以及地面或海上发射导弹的自由飞。一般振动不适用于固定翼飞机的挂飞和自 由飞。8 试件工作只要可能，应尽量保证试件在振动试验期间运行工作，监测并记录试件的性能， 要尽量多地获取数据以确定装备对振动的敏感程度。在进行振动功能试验时，试件 应工作；其他情况下试件工作与否应根据实际情况决定。多数情况下，装备在运输 期间不工作。9 试验夹具和试件的模态测定在大型复杂夹具上的大型试件经常在试验频率范围内出现夹具的共振现象。这 些共振会在试件的特定频率和特定位置上导致过试验或欠试验。当夹具和试件耦合 共振时，结果可能会是灾难性的。即使是振动台和夹具系统设计得很好，类似的问 题在小试
