卫星电子组件高加速寿命试验技术
2011-06-08郭秀才冯伟泉郑会明杨力坡李树鹏马腾飞
航天器环境工程 2011年5期
郭秀才,冯伟泉,郑会明,杨力坡,李树鹏,马腾飞
(北京卫星环境工程研究所 可靠性与环境工程技术重点实验室,北京100094)
0 引言
近年来,国外广泛采用高加速寿命试验(HALT)来提高产品的固有可靠性,实际上,这是一种向产品施加超过其设计规范规定的应力的一种过应力试验。它在发现产品设计缺陷方面,可以从传统试验的几周或几个月缩短至几天甚至几小时[1],能够暴露产品在该应力下的几乎所有故障,从而大大缩短研制周期、生产周期并降低成本。
目前,国内航天系统还没有在产品研制上开展HALT。传统的试验方法由于时间长、费用高、效果差等问题,已无法满足卫星研制的要求,因此,HALT是可靠性试验发展的必然趋势,是提高卫星组件质量和可靠性的有效手段。
本文阐述了HALT的基本内容,在卫星典型电子组件上进行了试验研究,并得到如何在卫星组件上实施HALT的方法。
1 温度高加速寿命试验的原理
外界应力作用下,产品内部缺陷处所产生的应力比完好处的应力大得多且集中,可迅速累积起疲劳损伤,使缺陷扩展,并能方便地检测出来,而完好部分则基本不受影响[2]。通常,电子组件的热失效机理主要是元器件在高温下性能退化或损坏,是温度交变导致热疲劳,热应力和热疲劳造成了元器件的物理损伤。
根据基本加速模型——米勒(Miner)模型,热膨胀导致的机械应力强度与循环次数有关。以温度变化速率和循环次数(筛选总时间)的关系为例,当温度变化速率为5 /min℃时,需循环440次;……
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