可靠性测试方法在电子产品中的应用研究

可靠性测试方法在电子产品中的应用研究

李文爱

桂林市晶瑞传感技术有限公司 广西桂林  541000

摘要：在现代工业生产中，电子产品可靠性测试是确保产品性能的核心环节。随着电子技术快速发展，电子产品的功能越来越复杂，用户对电子产品的可靠性要求也随之增高。可靠性测试旨在模拟产品在实际使用过程中可能遇到的各种环境应力条件，帮助设计师和制造商理解产品在设计、生产和使用中可能遇到的问题，并提供改进产品的机会。本文主要分析了电子产品可靠性测试的影响因素及可靠性测试方法的具体应用，以期提升产品性能，为其投入使用提供支持。

关键词：电子产品；可靠性测试；具体应用

可靠性测试是确保电子产品在其预期寿命期间内持续正常工作的关键措施之一。随着电子技术进步，市场竞争加剧，电子产品的复杂度、功能性不断提升，由此使得可靠性测试变得尤为重要。

一、电子产品可靠性测试的影响因素

1、设计因素

设计因素在电子产品可靠性中起着决定性作用，一旦设计过程中存在缺陷或未充分考虑操作环境的影响，就会导致产品在市场上表现出严重的可靠性问题，进而引发电子产品早期故障[1]。例如，三星Note7电池爆炸问题就是典型的设计失误导致的重大安全事故，该问题最终导致产品的全面召回并下架处理，给企业带来了巨大的经济损失。此外，冬季生产的电子产品中容易出现IC击穿问题，也是设计时未充分考虑静电问题所致。而通过在IC电源电路中增加TVS管来防止静电击穿，可以有效地解决这一问题，可见从设计阶段就考虑潜在故障模式的重要性。另外，如果对设计因素考虑不周，还会导致液晶显示器排线被壳体结构长期挤压，进而引发显示故障，在遇到振动或外力时尤为明显，最终影响产品的使用寿命。

2、人为因素

在电子产品生产过程中，人为因素是指操作不当或不遵守生产规范导致产品性能下降或寿命缩短[2]。例如在北方冬季因干燥气候引发静电较多的环境中，如果工人未正确佩戴静电环等防护设备，则会导致静电击穿敏感的电子组件，影响到电子产品的整体质量。此外，在液晶显示器生产中，由于液晶显示器的ITO走线非常敏感，如果在生产过程中工人手部的油污接触到这些走线，则会导致水汽腐蚀、电化学反应等，进而造成ITO走线断裂，最终影响到显示器的显示质量。

3、环境因素

电子产品设计需要考虑其在各种环境下的适应性，因为不同的使用环境对电子产品的性能及寿命有着不同程度的影响。例如，消费类电子产品在车载环境下使用时，会面临温度波动、振动、尘埃等因素的影响，进而导致设备频繁故障或寿命缩短。电容屏的工作原理是基于电磁感应，因此对环境中的电磁干扰极为敏感。如果在电磁干扰强的环境中使用电容屏，则很可能遭遇触控漂移等问题，由此限制了其在某些场合的应用。此外，对于使用恒流驱动的LED背光源，如果误用固定电压驱动而非恒流驱动，则会导致过流现象，从而缩短产品寿命并增加故障率。在此种情况下，背光源极易损坏，进而导致背光功能失效。

二、可靠性测试方法在电子产品中的具体应用

1、加速老化测试

加速老化测试广泛应用于电子产品的开发与验证过程中，目的是确保产品能在设计寿命期内稳定运行。在进行加速老化测试时，将电子产品置于特制的实验炉中，设置环境温度为60摄氏度，湿度为90%，以模拟产品在潮湿或热力交替条件下的反应[3]。测试期间，要持续监测产品的电气性能、外观质量及功能稳定性。典型的测试周期为240小时，如果产品能在此段时间内正常工作，并且各项测试指标符合质量标准，则预估该产品的大致使用寿命为2年。而通过延长测试时间，如500小时或者1000小时，则可以估算出产品分别适用于五年、十年的生命周期。除了温湿度测试外，加速老化测试还包括高低温工作、高低温冲击实验，以帮助评估产品在温度剧变环境中的耐久性。在电子产品设计及样品制造阶段，加速老化实验是不可或缺的步骤，以确保产品在最终投入市场前达到预定的可靠性标准。

2、电磁兼容测试

电磁兼容性测试是确保电子产品在电磁环境中能够正常运作且不会对其他设备产生干扰的重要测试。此类测试分为两大类：电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）测试，覆盖了产品发射及抵抗干扰能力的测试。以广泛应用的电容触控屏为例，其电磁兼容性测试主要包括几个关键方面：首先是电快速瞬变脉冲群（EFT）测试，模拟电子产品在电源接通瞬间可能遇到的高电压放电情况。例如工控触摸屏需要能在瞬间2KV高压环境下正常工作，以确保其可靠性。其次是辐射抗扰度（RS）测试检验电子产品在强电磁场中的表现，以确保在高电磁干扰环境下，即便是电容触控屏也依然能够准确响应操作。最后是传导敏感度（CS）测试评估设备对电源干扰的抵抗力。电容触控屏依赖于电场变化来识别触控点，因此在电源纹波较大的情况下，触控屏可能会错误地检测触控点。CS测试在频率范围150KHZ至80MHZ内，对电源施加3V、5V、10V的电压干扰，检测触控屏在此条件下的响应是否正常。

3、机械测试

机械测试包括振动测试、跌落测试、碰撞测试等，旨在评估产品的物理耐久性及结构完整性。例如新上市的智能手机常常会经历一系列跌落测试，以验证其抗冲击能力，帮助制造商了解手机在意外掉落时的耐摔性，进而评估可能的损害范围及其对内部组件的影响[4]。此外，手机的防水等级测试也是机械测试的一部分，确保设备能在接触水或其他液体后继续正常工作。对于使用双面胶粘接的电子产品，比如平板电脑，机械测试同样至关重要。由于成本和供应链因素，设计师可能选择使用性价比高的国产双面胶替代昂贵的进口产品。在此种情况下，进行振动测试、跌落测试、拉力测试等尤为重要，以验证所选双面胶的粘接强度是否符合产品设计要求，避免面板与壳体分离等问题。

4、云模型测试

云模型测试是用于模拟电子产品在不同环境条件下的性能表现，并预测其工作寿命。在实施云模型测试时，首先需要定义电子产品的工作条件，将其作为模型输入。然后通过云处理器将工作条件转换成相应的条件云。在此基础上，云模型将这些条件与产品设计标准进行对比，从而推算出在特定工作环境下电子产品的运行状况。云模型运用主要包括三个关键步骤：首先建立一个基于电子产品无障碍运行时间的模型，时间数据来源于产品的环境适应性标准。接下来根据设定的温度、湿度变化条件进行模型运算，以预测电子产品在这些条件下的可靠性表现。最后通过云模型计算结果预测产品在不同温度条件下的无故障工作时间，从而评估产品的总体可靠性。例如，对于户外使用的电子设备，其在温度波动较大的环境中，通过云模型测试，可以分析设备在低温或高温环境下的性能差异。模型显示，在温度变化幅度小的环境中，设备的使用寿命较长；而在温度变化幅度大的情况下，使用寿命则会缩短，且随着温度变化加剧，寿命减少速度加快。

结语

    总之，可靠性测试在电子产品中的应用具有重要意义，未来应进一步加强对侧重测试方法的分析，强化其在电子产品中的科学应用，提高测试效果，保障产品质量，也为企业带来更大的经济与社会效益。

参考文献

[1]马国坪, 王强. 可靠性强化测试技术在电子产品软件测试中的应用[J]. 电子技术与软件工程, 2021, (22): 52-54.

[2]李敏, 叶俊杰. 浅谈电子产品可靠性测试应用[J]. 电子测试, 2021, (08): 91-93.

[3]蔡志杰. 可靠性测试方法在电子产品中的应用[J]. 新型工业化, 2020, 10 (10): 56-57+60.

[4]张号颜, 吕宁, 裴永胜. 可靠性强化测试技术在电子产品测试中的应用研究[J]. 中国新技术新产品, 2020, (17): 76-77.