在當今競爭激烈的市場環(huán)境和全球化的背景下，產(chǎn)品要迅速并成功地占領(lǐng)國內(nèi)外市場，就必須提高產(chǎn)品的可靠性。而環(huán)境試驗是用于考核產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性以及考核產(chǎn)品的設(shè)計水平、制造過程中的生產(chǎn)工藝水平是否滿足設(shè)計或規(guī)范要求的重要手段之一。通過環(huán)境試驗，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路設(shè)計、元器件選型等方面的缺陷，通過對產(chǎn)品試驗過程中暴露缺陷的改進，可以使產(chǎn)品的可靠性得到進一步提高，從而使產(chǎn)品能夠更加符合客戶的預(yù)期，迅速牢牢地占領(lǐng)市場。
01、環(huán)境試驗項目概述
目前，企業(yè)進行的環(huán)境試驗項目主要包括高溫、低溫、濕熱、低氣壓、振動、沖擊、溫度循環(huán)、鹽霧等，企業(yè)會根據(jù)產(chǎn)品的預(yù)期的使用環(huán)境，選擇適合的試驗項目進行環(huán)境試驗。一般而言，軍用產(chǎn)品將按照《GJB 4239-2001裝備環(huán)境工程通用要求》的相關(guān)規(guī)定，采用相關(guān)的標準(如GJB 150A、GJB 367A、GJB 1621.7A、GJB 899A等)進行環(huán)境與可靠性試驗，以考核產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。民營企業(yè)則參照各自行業(yè)標準(如GB/T 2423、GB/T 4798、EN 300019、IEC 60068等)，并對標準進行適當?shù)牟眉艋蜓a充后，進行環(huán)境適應(yīng)性試驗。大型的民營企業(yè)會根據(jù)歷史數(shù)據(jù)(主要為產(chǎn)品故障數(shù)據(jù))和經(jīng)驗，選擇簡單的試驗剖面和試驗方案對產(chǎn)品進行可靠性試驗。一些中小民營企業(yè)，因為時間和費用的因素，一般不會進行可靠性試驗，只通過環(huán)境適應(yīng)性試驗的數(shù)據(jù)來評估產(chǎn)品的可靠性，從而造成產(chǎn)品在使用過程中故障率和返修率快速升高，從而給企業(yè)造成沉重的負擔。
02、環(huán)境試驗對產(chǎn)品缺陷的篩選
在產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中，引入的缺陷主要為：設(shè)計缺陷、工藝缺陷和元器件缺陷。因此，如果我們能在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，通過環(huán)境與可靠性試驗，將引入的缺陷篩選到低于一定的量級后，則產(chǎn)品的可靠性將大大的得到提升。
據(jù)資料顯示(如圖1)，在環(huán)境試驗項目中，溫度循環(huán)可篩選出75%～85%的缺陷，隨機振動應(yīng)力可篩出15%～25%的缺陷，而如果兩者結(jié)合的話篩選率可達90%。因此，在經(jīng)費和時間周期有限的情況下，要提高產(chǎn)品的可靠性，應(yīng)首先選擇進行溫度循環(huán)試驗，其次是振動試驗。尤其是溫度循環(huán)試驗，具有極高的性價比。
傳統(tǒng)的環(huán)境應(yīng)力篩選試驗依據(jù)的標準為《GJB 1030-1990電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》，如圖2所示。實踐證明，通過進行10～20個循環(huán)，就能夠?qū)a(chǎn)品絕大部分缺陷篩選出來。
圖2
溫度循環(huán)試驗
影響溫度循環(huán)的故障篩選率的因素主要有：高低溫極值范圍、駐留時間、溫變率、循環(huán)數(shù)。一般而言，高低溫極值范圍越大，溫變率越高、循環(huán)數(shù)越多，篩選的效果就越好。
a) 高低溫極值范圍一般不小于88℃。波音、通用電氣采用的溫度范圍為：-53℃～55℃，摩托羅拉采用的溫度范圍為： -53℃～71℃，德州儀器采用的溫度范圍為：-55℃～55℃。
b) 溫變率： 5℃/min～20℃/min。一般，組件級15℃/min，系統(tǒng)級5℃/min；
c) 循環(huán)數(shù): 組件級20個～40個，系統(tǒng)級10個～20個。
d) 駐留時間：使試驗樣品產(chǎn)生熱漲冷縮的應(yīng)力變化即可，一般為試驗時，樣品的溫度達到穩(wěn)定。若駐留時間太短，樣品無法達到穩(wěn)定溫度，影響篩選效果；若駐留時間太長，對篩選效果影響不大，但是浪費時