智能電子產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量控制和功能可靠性研究

黃文鵬

（內(nèi)蒙古自治區(qū)電子信息產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)院，呼和浩特010010）

1 引言

隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的體積越來越小，功能卻越來越強(qiáng)大，智能化程度也不斷提升，手機(jī)便是其中一個(gè)典型的例子。然而，要實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的多種智能化功能，勢(shì)必需要有各種電子元器件和相應(yīng)的電路給予支撐。電子元器件往往是通過印刷、焊接和封裝整合在電路中，而電子元件在焊接過程中容易出現(xiàn)漏焊、虛焊或焊錫相連等現(xiàn)象；而在封裝的過程中則容易出現(xiàn)空洞、微裂紋或分層的缺陷，這些都將對(duì)電子產(chǎn)品的電氣安全性、環(huán)境適應(yīng)性和正常的性能發(fā)揮造成不良影響，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品起火爆炸等問題，造成人身、財(cái)產(chǎn)安全事故。為避免以上問題的發(fā)生，智能電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和檢驗(yàn)必須嚴(yán)格遵守國家、行業(yè)以及企業(yè)自身的生產(chǎn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以此來提升產(chǎn)品的綜合質(zhì)量和功能可靠性。

2 智能電子產(chǎn)品質(zhì)量要求

智能電子產(chǎn)品在出廠時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測(cè)，以保證產(chǎn)品達(dá)到相應(yīng)的出廠指標(biāo)要求，主要依據(jù)包括GB/T 2421 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 4797 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件系列標(biāo)準(zhǔn)等，達(dá)到質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將通過多種銷售渠道進(jìn)入千家萬戶。因此，為了滿足消費(fèi)者正常的生產(chǎn)生活需要，對(duì)電子產(chǎn)品制定嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量控制，是當(dāng)前電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部門的重要工作。面對(duì)不同種類的電子產(chǎn)品，國家出臺(tái)了相應(yīng)的通用質(zhì)量要求，從外觀、安裝、性能、可靠性、維修等多個(gè)角度對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行控制。同樣，由于不同種類電子產(chǎn)品具有的特殊性，標(biāo)準(zhǔn)制修訂機(jī)構(gòu)還對(duì)智能電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了必要的補(bǔ)充，以便通過標(biāo)準(zhǔn)的廣泛實(shí)施更好地保障智能電子產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

智能電子產(chǎn)品質(zhì)量要求的相關(guān)參數(shù)，主要由多種類型的測(cè)試手段獲得。在外觀方面，通過對(duì)變壓器、繼電器等電子元件進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)無誤后即視為達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求；在電氣安全方面，通過對(duì)電子產(chǎn)品的輸出功率、傳感信號(hào)等進(jìn)行綜合測(cè)試，對(duì)元件的電氣安全可靠性進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)相應(yīng)測(cè)試達(dá)到規(guī)定指標(biāo)及要求時(shí)，判定產(chǎn)品合格；在環(huán)境適應(yīng)性方面，通過將產(chǎn)品置于高溫、高壓、低溫、低壓、干擾等不同環(huán)境中，分別對(duì)產(chǎn)品的不同性能進(jìn)行測(cè)試，產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)限內(nèi)仍可正常工作即視為合格；在耐久性方面，器件老化、短路、生銹的測(cè)試及檢查，為產(chǎn)品質(zhì)量要求提供了數(shù)據(jù)上的支撐。以上方法在質(zhì)量檢測(cè)過程中的規(guī)范實(shí)施豐富了電子產(chǎn)品的質(zhì)量要求。而這些測(cè)試的正確實(shí)施，需要遵循各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的相應(yīng)檢測(cè)步驟和工藝規(guī)范，通過工作人員科學(xué)合理地試驗(yàn)與標(biāo)定，進(jìn)而判定產(chǎn)品是否符合相應(yīng)的質(zhì)量要求，同時(shí)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)相關(guān)問題予以糾正，以期達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的目的。

3 功能可靠性測(cè)試方法

3.1 電氣安全

在開展智能電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)工作時(shí)，首先要關(guān)注產(chǎn)品的電氣安全問題。電氣安全是電子設(shè)備使用中需要注意的關(guān)鍵因素，任何電氣部件出現(xiàn)問題都有可能危及使用人的身體健康。因此，在國家標(biāo)準(zhǔn)的通用質(zhì)量要求中，首先規(guī)定了電氣安全的測(cè)試要求，其方法主要有以下幾類：

1）對(duì)智能電子產(chǎn)品進(jìn)行輸出功率的相應(yīng)測(cè)試，其具體內(nèi)容為繼電器輸出測(cè)試、可控硅輸出測(cè)試、產(chǎn)品接實(shí)際負(fù)載測(cè)試等；

2）對(duì)壓力開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，其具體內(nèi)容包括開關(guān)開路、開路電壓、報(bào)警溫度、接觸電阻等具體運(yùn)行參數(shù)的測(cè)定；

3）對(duì)排線進(jìn)行短路和交叉測(cè)試；

4）對(duì)電池電流進(jìn)行檢測(cè)。

由于智能電子產(chǎn)品本身的特殊性，在電氣安全測(cè)試中，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)不同產(chǎn)品會(huì)有不同的測(cè)試要求。例如，對(duì)電動(dòng)車電氣安全的測(cè)試，需要對(duì)Mos 管、變壓器、整流管等部件進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，以判斷產(chǎn)品的可靠性；此外，還需要判斷相應(yīng)充電器、轉(zhuǎn)換器、控制器等元件的電氣安全問題。對(duì)電氣安全的測(cè)試，體現(xiàn)了企業(yè)依據(jù)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，通過質(zhì)量控制與可靠性檢測(cè)，保障產(chǎn)品質(zhì)量和消費(fèi)者人身安全的責(zé)任【1】。

3.2 電磁兼容

智能電子產(chǎn)品容易出現(xiàn)電磁干擾等問題，因此，電磁兼容也是產(chǎn)品質(zhì)量控制中的關(guān)鍵因素。電磁兼容測(cè)試內(nèi)容包含的范圍較廣，噪聲干擾儀測(cè)試、啟輝器干擾和外部電器干擾是測(cè)試中的主要部分。

噪聲干擾儀測(cè)試要求產(chǎn)品在電壓調(diào)節(jié)后不出現(xiàn)死機(jī)、復(fù)位，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，要求電極的正相A、正相B、負(fù)相A、負(fù)相B 均需檢測(cè)。啟輝器干擾測(cè)試要求產(chǎn)品不出現(xiàn)復(fù)位死機(jī)現(xiàn)象，且測(cè)試要求離芯片距離30cm 左右處或靠近芯片2種情況均需進(jìn)行檢測(cè)，以獲得相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。對(duì)外部電器的干擾測(cè)試，需要檢查產(chǎn)品是否影響到環(huán)境中其他家用電器、商用電器的正常運(yùn)行。

對(duì)電磁兼容的檢測(cè)，在一定程度上是檢測(cè)部門保證使用者人身安全的重要體現(xiàn)。檢測(cè)部門對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)，依據(jù)抽樣檢驗(yàn)規(guī)范，需要做到多種類、多數(shù)量的檢測(cè)，以保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性【2】。

3.3 環(huán)境適應(yīng)性

由于智能電子產(chǎn)品使用的范圍極廣，因而除通用測(cè)試外，還需開展環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試。在低溫試驗(yàn)中，檢測(cè)產(chǎn)品需在-20℃的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試時(shí)間大于8h，以模擬產(chǎn)品使用中可能出現(xiàn)的低溫環(huán)境。實(shí)驗(yàn)后，產(chǎn)品若能正常工作，不出現(xiàn)傳感器開路保護(hù)，即視為產(chǎn)品合格。在高溫測(cè)試中，要求在產(chǎn)品整機(jī)進(jìn)行通電的情況下，將機(jī)體置于溫度為85℃的高溫箱中運(yùn)行4h 以上，若運(yùn)行正常即視為合格。在低壓實(shí)驗(yàn)中，對(duì)產(chǎn)品輸入110V/120V 電源，檢查產(chǎn)品輸出信號(hào)是否正常，如正常，則視為合格；在高壓實(shí)驗(yàn)中，以250～265V 的電壓對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)通電，若達(dá)到4h 及以上，其功能正常，即可視為產(chǎn)品合格。此外，針對(duì)環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試，還要對(duì)產(chǎn)品的變壓器、三極管、穩(wěn)壓管、可控硅、芯片等元件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以標(biāo)定部件的環(huán)境適應(yīng)性。

3.4 耐久性測(cè)試

智能電子產(chǎn)品售出后，購買者對(duì)產(chǎn)品的壽命均有一定的期望值，為此，電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部門設(shè)立了相應(yīng)的耐久性測(cè)試，以保證各種產(chǎn)品具有較長(zhǎng)壽命。耐久性試驗(yàn)的另一目的是測(cè)定產(chǎn)品在規(guī)定使用和維修條件下的使用壽命，進(jìn)而預(yù)測(cè)或驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)和危險(xiǎn)部件。通過這類測(cè)試，可以找出產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中零件在可靠性方面存在的相關(guān)問題，進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)和提高。

在通用質(zhì)量要求中，產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)部門將對(duì)不同批次產(chǎn)品抽檢，進(jìn)行相應(yīng)的長(zhǎng)期壽命試驗(yàn)，以發(fā)掘短期試驗(yàn)中難以觀察到的相關(guān)問題。其主要測(cè)試方法包括對(duì)智能電子產(chǎn)品相應(yīng)的軟件、硬件質(zhì)量以及電子元器件質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試。該類測(cè)試將注重產(chǎn)品器件的使用壽命，并對(duì)其出現(xiàn)的問題進(jìn)行歸類，進(jìn)而判斷產(chǎn)品耐久性是否符合國家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。耐久性測(cè)試與否，很大程度上體現(xiàn)了生產(chǎn)方、檢測(cè)方是否能夠兼顧產(chǎn)品購買方與使用方的長(zhǎng)期利益，進(jìn)而促進(jìn)智能電子產(chǎn)品行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

4 結(jié)語

智能電子產(chǎn)品的質(zhì)量問題已成為影響人們生產(chǎn)生活的重要問題之一，對(duì)智能電子產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)與功能可靠性測(cè)試，可以從根本上解決這一問題。當(dāng)前，智能電子產(chǎn)品已形成了較為健全的質(zhì)量控制體系。質(zhì)量檢測(cè)部門通過制定相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量要求，應(yīng)用多種檢測(cè)方法，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行電氣安全性、電磁兼容性、環(huán)境適應(yīng)性及耐久性的測(cè)試，從而獲得各項(xiàng)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。將以上指標(biāo)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，判斷電子產(chǎn)品的質(zhì)量合格率，進(jìn)而保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量，保證電子產(chǎn)品市場(chǎng)的正常運(yùn)行和有序發(fā)展。