(电子产品)环境试验简介-6.11

（电子产品）环境试验
人工模拟试验——机械环境试验
ห้องสมุดไป่ตู้ 机械环境试验
模拟产品在运输（包装状态）过程中和使用（非包装 状态）过程中所受到的机械力作用的环境。
机械环境试验分类：
机械环境试验主要包括冲击、振动、跌落、弹跳、 摇摆、噪声、恒定加速、堆码、模拟运输等。
机械环境：冲击
冲击基本参数： 1、冲击波形，
环境试验的作用
在产品正常生产阶段、生产工艺有重大变更或当 生产了相当一段时间后，环境试验用于检查产品 的工艺质量或检查其质量的稳定性。在此阶段的 环境试验也是环境适应性试验。 在产品的终检阶段，环境试验通过施加非破坏性 应力检查所有产品以消除早期失效、减少不合格 产品数目并在合格产品投入使用前试工作一段时 间稳定产品性能。此一阶段的环境试验是环境筛 选试验。
温度循环试验的比较
温度冲击试验 温度变化速率 循环次数 急剧（>20 ℃ /min) 5～10个循环（多至1000循环） 温度循环试验 缓慢（<5 ℃ /min ） 5～10个循环（多至1000循环）
试验时间
短
膨胀系数不同引起连接剥离
震动台
机械冲击台
机械环境：碰撞
碰撞参数及试验设备： 1、碰撞波形， 2、加速度峰值， 3、脉冲持续时间
碰撞台
震动台
机械环境：碰撞
碰撞标准：
GB/T2423.6-1995/电工电子产品环境试验(碰撞) IEC68-2-29/Basic environmental testing procedures Part 2:Tests-Test Eb and guidance : Bump
机械环境：随机振动
机械环境：随机振动V正弦振动
随机振动测试的优点: 1、随机振动比正弦振动测试更能表现出真实的环 境状况； 多数零件或是机器的损坏都是能量造成的破坏， 而随机振动测试所使用的PSD正是能量的表示。 2、随机振动测试可以同时激发所有的共振频率。 3、随机振动测试运用的统计方法较正弦测试佳。 随机振动测试的缺点: 1、随机测试所激发的g值较正弦测试小。 2、随机测试无法针对测试产品某一零件做评估
机械环境：跌落
跌落参数及试验设备： 1、跌落方式， 2、跌落高度， 3，跌落次数
机械环境：振动
振动试验分类： 1、正弦振动 2、随机振动 3、复合振动
机械环境：正弦振动

频率(Frequency) : Hz； 位移(Displacement) : mm pk-pk or pk； 速度(Velocity) : m/s pk； 加速度(Acceleration): m/s2 pk； 扫描速率(Octave)； dB（斜率）。
环境试验的作用
环境试验还可用于安全性检查，检查产品是 否存在有危害健康、生命及财产的问题。例 如：用恒定加速度试验来检查安装、连接的 牢固性。当用环境试验设备来考核安全性时， 通常采用比正常试验高的试验条件。
环境试验重要性
环境试验是评价产品器件、系统及其包装件 在实际储存、运输、使用环境条件下的环境 适应性能的重要手段，是考察和保证产品的 质量的重要手段 。
环境试验分类
环境试验就其手段来分主要有: 自然暴露试验: 将样品（产品或材料）在自然环境条件下进行暴露 和测试 。 人工模拟试验: 通过试验仪器（温湿度箱、振动台、模拟运输台等） 模拟产品在运输和使用过程中的气候及机械环境的 试验。 现场试验： 将产品在实际使用条件下进行考察试验。
自然暴露试验的作用
试验条件不能控制，在一定程度上影响了试 验的再现性； 另外自然暴露试验的试验周期长，有时跟不 上产品的发展。
人工模拟试验
按产品在储存、运输、使用过程中所遇到的环境条件可分 为： 气候环境试验:包括高温、低温、湿度、气压、风雨等； 机械环境试验:主要包括冲击、振动、跌落、摇摆、噪 声、恒定加速等； 生物、化学环境试验:包括霉菌、盐雾、二氧化硫等。 其它环境试验：三综合（温度、湿度和震动）， Highly Accelerated Life Test (HALT)，Highly accelerated stress screen (HASS)， Environment Stress Screening (ESS)
机械环境：正弦振动
扫频速率: 扫频速率可分为线性扫描和对数扫描速率。 线性速率(Hz/s): 每秒变动相同的频率； 对数速率(Octave/s): 每秒变动相同的Octave,越高的频 率,对数速率变动越快； 在实际的运用上,对数速率较常被应用。 - 振动测试最主要的目的是让被测试物件疲劳等 - 我们希望的测试是让待测物在每个频率上获得相同次数 的振动（疲劳） - 因此越高频所需的测试时间越短，扫描速率可以越快. - 对数扫描真好符合。
何时做环境试验
环境试验贯穿于电子电工产品的设计、试制、 生产、销售、使用的全过程，在不同的阶段 其所起的作用及表现的形式都不一样。 环境试验可以在产品的设计阶段的原材料认 证、研制阶段的可靠性增长、定型阶段的可 靠性统计、生产过程的环境适应性、出厂前 的环境筛选中发挥重要作用。
环境试验的作用
（电子产品）环境试验
人工模拟试验－气候环境试验
气候环境试验
针对电子产品在储存 或工作中的气候环境 模拟的试验（一般为 有代表性的气候模拟 或模拟极端的气候条 件）。 包括温度、湿度、气 压和淋雨等。
气候环境试验
试验箱尺寸 1. 样品体积等于或小于0.001立方米时： (1) 散热功率小于或等于50W时,样品任一面相对于箱壁的最小 距离不得小于10厘米。 (2)散热功率大于50W时,样品任一面相对于箱壁的最小距离不得 小于20厘米。 2.样品体积大于0.001立方米时： 试验箱统计与样品统计的比值不得小于5:1,样品应尽可能置 于试验箱的中央位置, 以便样品的任何一以便試件之任何一 部分与试验箱保持足够的空间。
gn 1.1749
机械环境：随机振动
随机信号即为我们一般常说的杂讯。 随机测试中，所有的频率共同激发测试物。 基本参数为：频率(frequency), 加速度 (acceleration),功率谱密度(power spectral density)及测试时间(time). 加速度的定义为均方根值(root mean square)而 非峰值(peak). 峰值于随机振动测试是沒有意义的,就随机讯号而 言,永远可能产生无限大的峰值.
通过自然暴露试验可以获得产品在自然环 境条件下电参数的变化规律、失效情况、失 效水平和失效原因，还可以了解产品制造过 程中材料、工艺、涂敷层等性能的稳定性和 防护能力。 自然暴露试验可以为研究人工模拟试验方法 及其转换关系提供数据资料，还可以用来验 证和比较加速试验的有效性。
自然暴露试验的局限性
人工模拟试验优缺点
人工模拟试验与自然暴露试验相比，可以加 速和强化试验，节省时间且随时都可以进行， 试验参数易控制，再现性好； 其不足之处是当条件和试验程序选择不当时， 会使试验失真，以至得出错误结论。
现场使用试验优缺点
产品在现场使用期间，受到各种环境因素的 综合作用，所以比单一或组合试验更能暴露 产品存在的问题。可见，现场使用试验的结 果是最真实的，也是最有说服力的。 其不足之处是周期长，成本高。
在产品的设计、研制阶段，环境试验用于考 核所选用的元器件、设计的结构、采用的工 艺等能否满足实际环境的要求和存在的缺陷。 为节省时间和充分暴露产品的薄弱环节，用 加速寿命老化试验的形式即根据不同的环境 应力因素，采用不同的加速因子，以强化和 加速进行。
环境试验的作用
在产品的定型阶段，环境试验用于确定产品 在预定的环境下技术指标能否达到设计要求、 正常工作情况下能否保证设计的寿命、能否 满足安全要求。在此阶段的环境试验是环境 适应性试验即采用产品储存、运输、使用过 程中实际的环境条件下进行。
低温试验标准
GB/T2423.1-2001/电工电子产品环境试验(A 低温) GJB150.4-86/军用设备环境试验 低温试验 IEC68-2-1/Amendment 2 Environmental testing part 2:Tests-Tests A: Cold
温度循环试验及分类
温度循环试验： 高温试验是考察电子产品（材料）在温度变化环 境下的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破 坏或使其功能退化。
高温试验分类：
1、高低温循环（模拟缓慢温度变化环境<5℃ /min） 2、快速温变（模拟温度变化较快的环境，10℃/min） 3、温度冲击（模拟温度剧烈变化的环境，>20℃/min)
高温试验的影响
高温试验的主要影响： 热老化 氧化、开裂 化学反应 软化、融化、升华 粘度降低、挥发 膨胀 高温试验的失效模式： 绝缘损坏 增加机械应力 增加机械磨损 改变电特性（电阻、 电容等） 润滑特性丧失 密封试件产生高压
高温试验标准
GB/T2423.2-2001/电工电子产品环境试验(B 高温)。（IEC GJB150.3-86/军用设备环境试验方法 高温试 验。 IEC68-2-2/Amendment 2 Basic environmental testing procedures Part 2:Tests-Tests B: Dry heat
机械环境：正弦振动
共振频率搜索试验
1.扫描频宽 2.扫描速率 3.位移（加速度）
正弦驻留
1.驻留频率 2.驻留时间
2.扫描速率
3.位移（加速度）
3.位移（加速度）
正弦振动
1.扫描频宽 4.振动时间
机械环境：正弦振动
机械环境：正弦振动
共振频率搜索试验：找样品共振点
机械环境：正弦振动
定频振动 在产品的共振点上进行一定时间的定频振动试验
（电子产品）环境试验
环境试验简介
环境试验
将电子电工产品（包 括材料）暴露在自然 或模拟环境中，以此 来评价器件、设备、 系统在实际储存、运 输、使用环境条件下 的性能。
为何需要做环境试验
质量是产品价值的基础，产品投放市场后发 生质量问题时，性能的损坏程度并不直接影 响产品成本，对厂商来说最大损失莫过于品 牌信誉的丧失。为避免这些损失，在产品投 放市场之前，就必须要对产品做质量鉴定。 环境试验不仅能够通过模拟试验和产品寿命 老化试验对产品进行质量鉴定，同时还是质 量保证体系中必不可少的一环。
2、加速度峰值， 3、脉冲持续时间
Half-sine wave, 50 g, 11 ms
Square wave, 50 g, 13 ms
机械环境：冲击
常用标准和设备：
GB/T2423.5-1995/电工电子产品环境试验(冲击) IEC68-2-27/Basic environmental testing procedures Part 2:Tests-Tests Ea and guidance : Shock
低温试验及分类
低温试验： 低温试验是考察电子产品（材料）在低温环境下的 存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或使 其功能退化。 低温试验分类： 1、低温存储试验（模拟低温存储环境） 2、低温工作试验（模拟、考察产品工作极限低温 环境）
低温试验的影响
低温试验的主要影响： 液体粘度增加和凝固 结露和结冰 材料的脆化和硬化 粘度降低 、固化 收缩 低温试验的失效模式： 不同材料收缩特性而 使零件卡死 机械强度丧失 改变电特性（电阻、 电容等） 润滑特性丧失 增加机械磨损 样品不能启动
气候环境试验种类
1. 温度试验： 高温、低温、温度循环、快速温变、 温度冲击等； 2. 温湿度试验：高温高湿、高温低湿、低温低湿，温 湿度循； 3. 气压试验：气压（高度）试验； 4. 淋雨试验：淋雨试验、积冰/冻雨试验等。
高温试验及分类
高温试验： 高温试验是考察电子产品（材料）在酷热的环境下 的存储和操作性能，考察是否会使试件受到破坏或 使其功能退化。 高温试验分类： 1、高温存储试验（模拟高温存储环境） 2、高温工作试验（模拟、考察产品工作极限高温 环境）