胡波 丁超
中航富士达科技股份有限公司泰斯特实验室, 陕西 西安 710077
摘要：电子产品在规定的时间和条件内能否完成规定功能的能力被称为电子产品的可靠性。对于电子产品的可靠性研究可以通过可靠性实验的方式来进行测评。基于此，本文就可靠性试验在电子产品质量保证中的应用展开了论述。
关键词：可靠性试验；电子产品；质量保证；应用
引言：我国虽然在电子产品的可靠性试验方面的研究起步较晚，但随着发展，在现阶段，可靠性的环境试验已经能够满足对电子产品质量能力的评测需求，同时为产品的可靠性水平提出意见，为设计生产者在设计生产的过程中提供宝贵的产品信息。与此同时，可靠性的环境试验还能够凸显出电子产品在设计过程中隐而不明的问题，如原材料、加工工艺、管理方面的欠缺，从而利用失效分析实现产品改进。
一、可靠性试验的意义
我国的可靠性工作起步较晚，二十世纪七十年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系，并将其应用于军工产品。其他行业可靠性工作起步更晚，差距更大，虽然国家已制定可靠性标准，但尚未引起所有企业的足够重视。为了定性或定量了解电子产品的可靠性所做的试验称之为可靠性试验。可靠性试验可分为寿命试验和环境试验两大类。可靠性试验的目的是通过试验确定产品在各种环境条件下工作或储存时的可靠性特征量，一方面是掌握产品的固有可靠性水平，为产品设计、生产、使用提供有用信息；另一方面是通过试验充分暴露产品在设计、原材料、工艺、管理等方面存在的问题，经过失效分析进而找出改进措施，以提高产品可靠性水平。
二、可靠性试验在电子产品质量保证中的应用
（一）外部环境条件试验
对于电子产品来说，电子产品在贮存和运输的过程中，往往会受到较为复杂的外部环境影响，从而造成产品失灵甚至是无法使用。一般来说，环境条件可以分为气候条件、机械条件和磁场条件三个部分。气候条件有温度、湿度、气压、风、水、沙、尘、盐雾等。气候条件对电子产品的主要影响是使产品主要的电性能改变、机械变形、材料腐蚀等；机械条件可分为振动、冲击、离心、碰撞、跌落、冲击等[1]。机械振动使元器件产生疲劳失效，引线断裂、结构损伤等；冲击可引起突然失效，机械结构可能超载造成松动或散架，机械性能受到破坏；电磁条件，如电晕电平、电场、磁场、闪电、雷击、电晕、放电等。
这三种条件的变化对于电子产品的影响十分巨大，需要认真分析并研究。在电子线圈的质量可靠性研究中，最容易引起故障和影响的外部环境过于电磁干扰。在理想条件之下，外界磁场和电子线圈界定面积外的电流之间不会产生互感，二者之间不会出现相互制约的影响现象。而在制作工艺当中，想要完全保证线圈的截面积以及缠绕线绝对均匀是一项不可能完成的任务，因此，电子线圈在贮存和运输过程中，或多或少都会受到外界磁场的干扰。在磁场干扰下，电子线圈会出现两个分量，一种被称为水平分量，另一种被称为垂直分量。在这两种分量的作用之下，外界磁场会使电子线圈出现输出电压的表达误差，同时会使电子线圈的测量丧失精度。对于电子线圈的可靠性来说，这无疑是十分巨大的影响。因此一般的可靠性试验中，会利用模型建立的方式，对磁场干扰下电子线圈的输出电压相对误差进行分析。以电子线圈的水平分量为例，骨架界面在无法与线圈缠绕形成均匀分布，而在出现与骨架界面平行时，则属于水平分量，从而会使电子线圈受到外界磁场的干扰引起误差。
在试验过程中，首先对线圈外干扰磁场电流进行假设，且电流方向与被测电流平行，此时，干扰磁场成为骨架截面平行的分量，并结合安培环路定理可以进行计算。
（二）环境应力承受试验
环境应力承受试验是指在一定环境当中，电子产品所能够承受的环境应力是否能够达到电子产品的使用要求。通过现场使用、自然暴露、人工模拟等几种试验手段，对电子产品的环境应力承受能力进行判断，从而确定其可靠性能力及质量情况。本文以现场使用的试验方法对电子线圈的使用能力进行了测试和评估。对于电子线圈来说，其主要的应用场景在于数据采集系统的电子线路应用，因此本文在这一使用场景中对数据采集系统的电子线路进行了充分的模拟，从而判断电子线圈的质量情况。首先在供电系统的数据采集系统中，电子线圈主要负责电子线路的组成，同时需要稳定的电源供给[2]。在目前国内的供电环境中，一般兼具母线供电和光纤供电两种供电方式，其中母线供电指利用高压侧进行电能提取，从而实现母线交流供电，而另一种则是低压侧的光电转换，为一般的电子电路提供电源。由于实验环境所限，本文选取了光纤供电当中的蓄电池供电作为主要的试验手段，而电子线圈在通电之后，依据电磁感应原理，电子线圈的空芯会由载流导体垂直穿过，并感应出具有一定比例关系的电压信号，通过对电压信号的测量，就可以断定电子线圈所测试的电流大小。此外，自然环境的暴露实验是指将待测的电子产品放置于相对极端的自然环境之中进行暴露，并按照时间节点对其状态和应用能力进行观察，从而确定其在相对恶劣的环境条件当中的适应能力。人工模拟试验一般是在试验箱中进行，无论是单因素的模拟还是综合性能的模拟都可以利用人工模拟试验来进行，为了能够在短时间内初步对电子产品的性能做出准确判断，一般会选择人工模拟试验。
（三）试验环境检测
为了提升试验的准确性，客观、科学地对电子产品的质量性能做出分析，试验环境的控制和监测至关重要。在电子产品的真实使用环境当中，往往会存在相对复杂的情况如震动跌落或烟雾侵蚀的自然应力、不同地理位置使用时不同的温度变化，试验过程中，复杂的现实自然环境无法做到完全模拟，但是各个生产公司仍然可以根据自身产品的定位和导向，依照国家标准和行业标准的具体需求，进行环境内容的设定和检测，从而使其尽量与产品的实际使用情况相贴合，保证分析评价试验的准确性[3]。
必须指出的是，在试验开展过程中，需要格外注重试验的顺序以及试验程序。其中试验顺序的制定可以根据试验的目的、试验所遇到的环境因素来予以确定。例如在电子线圈的环境试验当中，就需要首先进行环境设定，再进行因素选择，最后开展计量和统计，从而保证试验的具有真实性；而试验程序一般表现为预处理、初始检测、恢复和最后检测这几个重要步骤，通过程序步骤的实施，一方面使可靠性试验更加全面立体，并保证了试验用品不被损坏。
结束语：综上所述，在电子产品的质量保障过程中，可靠性的试验分析是其必不可少的步骤。因此，在进行可靠性试验过程中，生产设计企业需要遵循“找出异因、查明真相、措施改善、避免再犯、制定标准”的原则做好相应的工作，尽可能地将问题发现提前到试验阶段，从而使电子产品的产能获得提升。
参考文献：
[1] 何晓妍. 电子产品质量保证中可靠性试验的应用[J]. 信息通信， 2019, 193(01):287-288.
[2] 韦浪飞， 高燕南. 浅谈电子产品质量保证中可靠性试验的应用[J]. 科学与信息化， 2019, 000(016):192,194.
[3] 黄福. 论可靠性分析在电子产品质量工作中的意义[J]. 中国高新区， 2019, 000(018):264.