[发明专利]一种产品可靠性筛选装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种产品的检测装置及方法，特别的涉及一种产品可靠 性筛选装置及方法。

背景技术

随着经济水平的发展，由于人们对电子及电气产品的技术性能和结 构等方面的要求不断提高，而材料和工艺的技术进步相对滞后，产品可 靠性问题愈显突出。产品在使用中影响其可靠性的外界环境应力有：温 度、振动、低气压、湿度、冲击等等。

具体地说，在实际环境中，产品经常在三个轴向上同时受到振动能 量，而非单一轴向上的振动，只是三个轴向的振动能量大小不同而已， 但大部分情况满足此分布：样品在立体三维即X、Y、Z轴向的方向受到 振动，X和Y轴向的振动能量大致相等，而Z轴向则是X轴或Y轴的两 倍。三维振动同时激发，能更恰切地模拟产品在实际使用中的状况。

现有技术中进行电子产品的筛选和可靠性增长活动，有多种试验方 式，与温度和振动相关的主要有三种试验方式，分别是快速温度变化、 随机振动、HALT和HASS试验。

通过快速温变循环控制方式进行的筛选试验，是目前常用的技术手 段，一般采用快速温变箱进行，制冷方式有两种，即压缩机制冷和液氮 制冷。压缩机制冷方式，降温速率大部分为5℃/min～20℃/min，降温 的线性特征明显；液氮制冷，可实现更高的降温速率，但其降温特性的 线性特征不如压缩机制冷技术。该试验方式较为成熟稳定，投入成本相 对较小，但仅能提供单一应力(温度循环变化)的可靠性测试，筛选试 验效果不够明显，仅能考核产品耐受温度变化的可靠性，而且需要很长 的试验周期才能暴露产品的潜在缺陷。

随机振动也是电子产品常用的筛选试验手段之一，该技术一般采用 电磁振动台进行，试验人员输入控制参数，通过计算机控制软件和控制 仪，实现D/A转换，进入功率放大器，输出放大电流，流经振动台动圈， 产生强大的推力，驱动垂直扩展台或水平滑台，迫使固定在台面上的试 品进行预定程序的振动。该试验方式较成熟稳定，控制方便，振动严酷 度(如频率、加速度、振幅等)可以根据试验需要进行设置，且投入成 本相对较小。但仅能提供一个轴向上的随机振动，筛选试验效果不够明 显，仅能考核产品的物理结构、装配、焊接和机械连接等方面的牢固性。

第三种方式为HALT和HASS试验。该试验技术起源于美国，发展于 美国，近年在中国逐渐得到认知和应用。该技术采用高加速寿命应力试 验装置来实现，该装置集六自由度气锤振动和快速温变功能于一体，采 用软件编程控制，可产生单独的高温、低温、快速温度循环、六自由度 振动等应力试验模式，也能实现温度和振动的复合应力模式。设备的升 降温速率可达60℃/min。该设备价格昂贵，投入成本高，且此装置需要 多个气锤(一般8个)实现六自由度振动，即X轴线性、Y轴线性、Z 轴线性、X轴滚动、Y轴滚动、Z轴滚动等六个方向振动。因振动方式 复杂，现有的控制技术未能实现振动频率的可控性，即用户不能根据试 验的需要选择和改变振动频率范围；同时，作为产生振动能量的关键部 件-气锤，因数量多、结构复杂、运行也复杂，容易出现故障。设备典 型的振动频率范围为1Hz～10000Hz，因振动频率的不可调节，导致其应 用上的局限性，特别是许多民用产品使用过程中的振动频率通常低于 500Hz，若不能调节振动频率而必须施加更高频率范围的振动能量于产 品，往往导致产品额外损坏(不当试验或过试验)。

实用新型内容

本发明解决的技术问题是提出一种产品可靠性筛选装置及方法，采 用一种结构简单、成本较低的装置实现产品的在三维方向的振动测试， 且可根据测试的需要调节振动频率，有效提高筛选试验的效果。

为实现上述目的，本发明提出了一种产品可靠性筛选装置，该装置 包括振动台和斜面夹具，斜面夹具固定在电磁振动台上，该振动台至少 在一方向振动，该斜面夹具的斜面倾斜于所述方向。

所述振动台是电磁振动台，包括振动源和连接该振动源的控制单 元，该控制单元包括振动频率调节模块、加速度调节模块或振幅调节模 块。

该装置还包括一快速温度变化试验箱，所述试验箱包括一液氮制冷 装置、一发热装置、一可编程温度控制器和一连接箱体的高速强制送风 系统。