某计算机模块振动过应力后的分析方法

某计算机模块振动过应力后的分析方法
丁力;尉明
【摘要】首先介绍了某计算机模块随机振动试验过程中出现振动过应力的情况,然后结合故障树对出现振动过应力的原因进行了分析.在此基础上,提出了解决问题的一种工程方法.
【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》
【年(卷),期】2010(028)003
【总页数】3页(P30-32)
【关键词】振动;过应力;故障树;80-20原则;分析方法
【作者】丁力;尉明
【作者单位】西安航空计算技术研究所,陕西,西安,710068;西安航空计算技术研究所,陕西,西安,710068
【正文语种】中文
【中图分类】TB24
1 引言
在GJB 150.1-86的3.6.3中，对过试验条件中断是这样叙述的：“当出现过度的试验条件时，最好停止试验，用新的试验样品重做。

如果过试验条件不会造成试验样品特性的损坏，或者此实验样品可以修复，则按欠试验条件的方法处理。

如果以后试验中出现试验样品失效，则认为此试验结果无效。

”
在实际应用中，如果受试样品的价值很小，则可将原受试样品报废，采用新的试验样品继续试验；如果受试样品的价值很高，一个产品价值上万元甚至更高，则不宜直接进行报废，而应寻求是否可修复以及修复后是否还能继续试验的方法？那么，如何界定造成产品失效的主要原因并进行修复以延长产品的寿命就是一个关键。

本文试图从故障树和80-20原则的角度来阐述如何进行振动过应力后的分析。

2 问题回顾
2009年8月20日，编号为0810-042的某计算机模块在ESS后5 min的振动试验中发生产品故障。

现场检查时发现，操作员未按安装产品工装规定进行振动多点控制，而采用了单点控制，这可能是造成产品故障的主要原因。

事后对模块上D7位IDT71256器件进行失效分析，结论是高周疲劳断裂。

表明该模块受到了过应力。

同时，模拟当时的安装方式对过渡板进行了测定，原先应该是6.06 g的ESS
振动实测值为13.41 g。

这两点证明产品受到过应力的分析成立。

试验全部停止，待问题解决后才能开始试验。

3 原理分析
产品的寿命是由各个部件组成决定的，当产品组装成型后，其寿命也固定下来。

对本产品来说，其寿命的组成由导线、紧固件（螺钉、接线柱）、电子元器件、焊点、电路（印制板）、结构件（支架）等元素组成。

那么，如果能找到过应力造成产品危害最大的地方后进行修复，就可延长产品的寿命。

3.1 故障树分析
通过故障树分析找到影响产品故障的失效模式，而找到的失效模式就是在振动过程中导致产品寿命降低的原因。

其要解决两方面的问题：其一是找到管腿断裂和过应力的关系，其二是找到在振动试验中会造成产品故障的因素。

3.1.1 管腿断裂故障树
管腿断裂故障树如图1所示，该图描述了导致管腿断裂的几种情况。

3.1.2 某计算机模块振动试验故障树
某计算机模块振动试验故障树如图2所示，该图描述了产品在振动应力下可能发生的故障模式。

3.2 80-20原则
一般来说，80%的财富掌握在20%的人手里。

同样，80%问题所造成的结果也是由20%的原因造成的。

只要对其造成主要结果的原因进行改善，就能得到比较大的改善结果。

图2 某计算机模块振动试验故障树
从故障树分析中可以看到，在振动过程中，该产品有7种失效模式。

统计该产品自生产交付以来在因振动而导致的失效进行分析，见图3。

从图3中可以看到，该产品在振动过程中有92.9%的故障原因是因为IDT71256器件的管腿断裂造成的。

因此，对该产品进行更换芯片可以延长产品的寿命。

4 验证
对同时进行振动的其它模块进行检查，又发现两个模块上IDT71256器件的管腿有裂纹，其它检查均正常。

对同批在单点控制下进行试验的模块进行芯片更换。

更换后重新进行ESS筛选，无异常现象。

5 结束语
当产品在试验过程中出现了过应力时，应根据自己产品的特点去选择如何处理——更换或维修。

采用故障树和80-20原则分析方法给我们提供了一个解决过应力问题的工程应用工具。

通过故障树来确定产品的故障原因，再通过80-20原则找到一个或几个关键因素，最后对其进行修复以达到修复产品的目的。

该方法在工程中常被应用。

图3 振动后产品故障原因的柏拉图
【相关文献】
[1]GJB 150-1986，军用设备环境试验方法 [S].
[2]GJB/Z 768A-1998，故障树分析指南 [S].。