一、介绍
可靠性测试是评估产品在规定的条件下、在规定的时间内,完成规定功能的能力的一系列试验活动。对于电子产品而言,由于其工作环境多样、内部结构复杂且失效模式众多,可靠性尤为重要。
这项测试旨在模拟产品在实际存储、运输和使用过程中可能遇到的各种环境因素(如温度、湿度、振动)和工作应力(如电压、电流、机械应力),通过加速试验或长期暴露试验,提前暴露产品的潜在缺陷和薄弱环节。
二、目的与意义
如果电子产品可靠性不足,将在使用中频繁出现故障,导致用户体验差、维修成本高、品牌声誉受损,甚至可能引发安全事故。
因此,对可靠性的评估并非锦上添花,而是确保产品能在预期寿命内稳定运行、满足用户需求和安全标准的关键质量指标。
进行全面的可靠性测试,是识别潜在设计缺陷、验证制造工艺、预测产品寿命、避免大规模市场失效的必备环节和重要手段。
三、应用领域
可靠性测试贯穿于电子产品生命周期的各个阶段,广泛应用于消费电子、汽车电子、医疗设备、工业控制、通信设备、航空航天等众多领域,确保产品在各自苛刻或特定的应用环境下能够长期可靠工作。
四、可靠性项目分类
电子产品的可靠性测试项目繁多,通常可以根据应力类型或评估目的分为以下几大类。
1. 电气性能可靠性测试
这类测试关注电子产品在各种电气应力或异常条件下的表现,以及其电气性能随时间或环境变化的稳定性。
测试项目 (Test Item) | 主要目的/关注点 (Main Purpose/Focus) |
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静电放电抗扰度 (ESD Immunity) | 评估产品抵抗静电放电事件的能力,防止静电导致的损坏或功能异常。 |
电快速瞬变脉冲群抗扰度 (EFT Immunity) | 评估产品抵抗由开关切换、继电器动作等引起的快速瞬变干扰的能力。 |
浪涌(冲击)抗扰度 (Surge Immunity) | 评估产品抵抗由雷击、电源系统切换等引起的能量冲击的能力。 |
电压/电流应力测试 | 在极限或波动的电压/电流条件下,考察产品的稳定性和耐受性。 |
高温/低温工作寿命测试 (HTOL/LTOL) | 在极端温度下长时间工作,加速暴露与温度相关的电气性能退化或失效模式。 |
电源循环/开关压力测试 | 模拟频繁开关机或电源波动,评估电源管理及相关电路的可靠性。 |
信号完整性应力测试 | 在环境应力(如温度变化)下,评估高速信号传输质量的稳定性。 |
2. 零部件环境可靠性测试
这类测试主要评估电子产品及其零部件在各种气候和环境因素作用下的适应能力和性能稳定性。
测试项目 (Test Item) | 主要目的/关注点 (Main Purpose/Focus) |
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高温存储/工作 (High Temp. Storage/Op.) | 评估产品在高温环境下的材料稳定性、性能退化及寿命。 |
低温存储/工作 (Low Temp. Storage/Op.) | 评估产品在低温环境下的材料性能(如脆化)、启动特性及性能表现。 |
温度循环 (Temperature Cycling) | 模拟温度快速交替变化,评估因热膨胀系数不匹配导致的热应力疲劳(如焊点开裂)。 |
温度冲击 (Thermal Shock) | 模拟温度急剧变化,考核材料和结构的抗冲击能力,比温度循环更严苛。 |
恒定湿热 (Steady State Humidity) | 评估产品在高温高湿环境下抵抗湿气侵蚀、材料吸湿膨胀、绝缘性能下降的能力。 |
交变湿热 (Cyclic Humidity) | 模拟温湿度循环变化,考核产品抵抗冷凝、呼吸效应及湿热综合作用的能力。 |
盐雾腐蚀 (Salt Spray) | 评估产品(特别是金属部件、涂层、连接器)在含盐潮湿大气中的抗腐蚀能力。 |
气体腐蚀 (Gas Corrosion) | 模拟工业大气环境(如含硫化物、氮氧化物),评估产品抗化学腐蚀的能力。 |
紫外光老化 (UV Aging) | 评估非金属材料(如塑料外壳、线缆)在紫外光照射下的颜色变化、性能劣化(如脆化)。 |
防水防尘测试 (IP Rating) | 依据IP等级标准,评估产品外壳对固体异物和水的防护能力。 |
3. 零部件机械类可靠性测试
这类测试主要评估电子产品及其零部件在承受各种机械应力(如振动、冲击、跌落、弯曲等)时的结构完整性和功能稳定性。
测试项目 (Test Item) | 主要目的/关注点 (Main Purpose/Focus) |
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随机/正弦振动 (Random/Sine Vibration) | 模拟运输或使用环境中的振动,评估产品的结构强度、抗振动疲劳能力及功能稳定性。 |
机械冲击 (Mechanical Shock) | 模拟产品受到突然撞击或颠簸,评估其抗冲击能力,防止结构损坏或功能失效。 |
跌落 (Drop Test) | 模拟产品意外跌落,评估其结构耐摔性和内部元件的抗冲击固定能力。 |
弯曲/扭转试验 (Bending/Torsion) | 评估柔性电路板、线缆或产品特定部位抵抗反复弯曲或扭转的能力。 |
按钮/开关寿命测试 (Button/Switch Life) | 评估按钮、开关等机械部件的耐久性,确保在预期寿命内正常操作。 |
连接器插拔寿命测试 (Connector Mating) | 评估连接器在规定次数插拔后的接触可靠性和机械性能。 |
表面耐磨测试 (Abrasion Resistance) | 评估产品外壳、按键印字等的耐磨损能力。 |
包装运输测试 (Package Test) | 模拟产品带包装在运输过程中的振动、冲击、堆码等环境,评估包装保护性能。 |
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