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运用哪些技术来提升汽车电子产品可靠性

任何产品都有其缺陷所在,当这些故障发生时产品往往已超过了时效,尤其是配套应用在汽车上的汽车电子产品可靠性,如DVD﹑汽车音响﹑多媒体接收系统等。如果不能在早期发现并解决潜藏在这些电子产品中的问题,而等其装配到汽车上,用户使用一段时间后才让问题慢慢显露出来,则会给制造商和用户带来极大的损失。解决问题,首先要发现问题的所在,借由增加外部环境应力﹑强迫故障提早暴露出来,是早期发现和解决问题的一个有效方法。
 
 
 
      目前,国内汽车电子产品可靠性通用的可靠性测试手段,一般是在研发时采用传统的性能各异的温湿度箱来验证提高产品的可靠性性能;在线生产采用的是老化寿命(即高温等)的传统测试方法。仅依靠以上这些传统的测试手段,要达到目前国外汽车电子产品高质量的技术指标,尚存在着一定的困难。
 
 
 
      汽车电子可靠性的主要测试功能如下:
 
 
 
      * 利用高环境应力将产品设计缺陷激发出来,并加以改善;
 
      * 了解产品的设计能力及失效模式;
 
      * 作为高应力筛选及稽核规格制定的参考;
 
      * 快速找出产品制造过程的瑕疵;
 
      * 增加产品的可靠性,减少维修成本;
 
      * 建立产品设计能力数据库,为研发提供依据并可缩短设计制造周期。
 
 
 
      在汽车电子可靠性试验中可找到被测物在温度及振动应力下的可操作界限与破坏界限。目前,我公司实验室所用设备为QualMark公司所设计的综合环境试验机(OVS Combined Stress System),温度范围为-100℃~+200℃,温度变化最大速率为60℃/min,最大加速度可到60Grms,而且振动机与温度箱合二为一的设计可同时对被测物施加温度与振动应力。以下就四个试程的一般情況分别加以说明:
 
 
 
      (1)温度应力
 
 
 
      此项试验分为低温及高温两个阶段应力。首先执行低温阶段应力,设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限;在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。
 
 
 
     (2)高速温度传导
 
 
 
      此项试验将先前在温度阶段应力测试中所得到的低温及高温操控界限作为此处的高低温度界限,并以每分钟60℃的快速温度变化率在此区间内进行6个循环的高低温度变化。在每个循环的最高温度及最低温度都要停留10min,并使温度稳定后再执行功能测试。检查待测物是否发生可回复性故障,寻找其可操作界限。在此试验中不需寻找破坏界限。
 
 
 
      (3)随机振动
 
 
 
      此项试验是将G值自5g开始,且每阶段增加5g,并在每个阶段维持10min后在振动持续的条件下执行功能测试,以判断其是否达到可操作界限或破坏界限。
 
 
 
     (4)温度及振动合并应力
 
 
 
      此项试验将高速温度传导及随机振动测试合并同时进行,使加速老化的效果更加显著。此处使用先前的快速温变循环条件及温变率,并将随机振动自5g开始配合每个循环递增5g,且使每个循环的最高及最低温度持续10min,待温度稳定后执行功能测试,如此重复进行直至达到可操作界限及破坏界限为止。
 
 
 
      对在以上四个试程中被测物所产生的任何异常状态进行记录,分析是否可由更改设计克服这些问题,加以修改后再进行下一步骤的测试。通过提高产品的可操作界限及破坏界限,从而达到提升可靠性的目的。

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