可靠性试验测试时间制定方法简介

前言

可靠性试验的测试方法和测试时间是怎么制定的呢?相信很多人都会有疑问,制定可靠性测试的方法和测试时间可能是参考国家标准、国际标准、对标行业标准等,但制定适合本公司的试验方案背后有明确的可靠性工程逻辑。

一、先明确:双85测试通用标准里没有"144/240h"

主流双85标准时间是:

  • GB/T 2423.3 / IEC 60068-2-78:典型96h、168h、1000h

  • GB/T 2423.50 (试验Cy):168h、504h、1000h、2000h

  • JESD22-A101(半导体):1000h

  • AEC-Q100(车规):常见240h、500h

144h、240h 是家电/暖通电控的"行业自定义时长"


二、为什么是 240小时(内外电控)、144小时(显示板)

1. 240小时(内/外电控)------ 核心功率板
  • 来源 :主要参考 汽车电子 AEC-Q100 的湿热偏压(THB)常用时长 240h,同时结合:

    • 空调电控长期在 高温高湿、带大电流、振动 环境

    • 含电源、继电器、IGBT、大电流焊点、电解电容等 高风险器件

    • 失效后果:整机停机、烧板、起火、压缩机损坏

  • 加速老化等效(工程经验)

    • 85℃/85%RH 带电运行 ≈ 加速因子 15~20

    • 240h 测试 ≈ 家用湿热环境 1~1.5年 足够暴露:焊点腐蚀、PCB漏电、器件参数漂移、电解电容干涸

2. 144小时(显示板/操作板)------ 弱电流板
  • 差异原因

    • 显示板多为 小信号、低电压、电流<0.5A

    • 无大功率器件、无高压回路

    • 安装位置相对阴凉干燥,应力更低

  • 144h 的合理性

    • 比通用 96h 更严,比 240h 更经济

    • 行业共识:弱电控 6天、强电控 10天 能平衡:

      • 可靠性检出率

      • 测试周期成本

      • 量产效率


三、时间怎么"定出来"(可靠性工程逻辑)

  1. 失效模式匹配

    • 高温高湿+带电 → 加速 电化学腐蚀、漏电、离子迁移、焊点劣化

    • 这些失效在 100~300h 会明显显现,太短测不出,太长成本高

  2. 分级原则(关键度)

    • 核心功率/驱动板(内外机)240h(最高级)

    • 显示/按键/弱电控144h(次级)

    • 简单接口板:可能 96h / 168h

  3. 行业对标与历史经验

    • 格力、美的、海尔、大金等暖通电控 长期沿用 240/144h

    • 经大量失效数据验证:

      • <144h:漏检率偏高

      • 240h:能筛出90%以上湿热类隐患

      • >240h:提升有限、周期翻倍

  4. 标准折中

    • 不直接用 1000h(太长、量产不现实)

    • 不用 168h(7天) :行业习惯取 整6/整10天,便于排班


四、一句话总结

240h(内外电控)、144h(显示板) 是:

  • 参考 车规240h + 家电失效数据 + 成本效率

  • 形成的 暖通电控行业约定

  • 目的:用可控时间,高效筛出高温高湿下的腐蚀、漏电、焊点劣化隐患

一、冷热冲击测试方法

  • 温度区间:-40℃ ↔ 85℃

  • 每段保持时间:各 1h

  • 转换时间:≤10min

  • 循环数:

    • 显示板:100 次循环

    • 内外机主控:120 次循环

这些数字不是拍脑袋,是冷热冲击(温度冲击)+ 家电电控失效经验定出来的。


二、为什么高低温各保持 1 小时?

核心目的:让 PCB、元器件、焊点完全"热透/冷透",达到内部温度稳定。

  1. **1h 是行业通用的"热平衡时间"**对于常规电控板尺寸:

    • 板上 MCU、电解电容、变压器、继电器等有一定体积

    • 表面温度到了 ≠ 内部温度到了

    • 工程经验:保持 60min 可确保器件核心温度与环境一致

  2. 太短会怎样?

    • 30min:器件内部还没完全冷/热透

    • 热应力不够,焊点、封装、PCB 分层问题暴露不出来

  3. 太长没必要

    • 超过 1h 应力不再明显增加

    • 只会拖慢测试周期,不提升检出效果

所以1h 保温 = 标准工程折中


三、为什么转换时间是 10 分钟?

冷热冲击的关键就是**"快速变温"**,制造剧烈热应力。

  • 理想冲击:≤3min(两箱式冲击箱)

  • 但很多工厂用的是单箱式温变箱,升降温慢

  • 行业普遍放宽到:≤10min acceptable

意义:

  • 足够快 → 产生剧烈热胀冷缩应力

  • 专门针对:

    • 焊点开裂

    • BGA/引脚疲劳

    • PCB 分层、起泡

    • 元器件封装开裂

10min 是工厂设备能力 + 测试有效性的折中值。


四、循环数:显示板100次,内外电控120次 怎么来的?

1. 基础依据:IEC / GB 温度冲击常规循环

  • IEC 60068-2-14 / GB/T 2423.22常用:50、100、150、500 次循环

家电电控不会做 500 次(太久),一般取100~150 次

2. 为什么内外机主控 120 次,比显示板更严?

因为内外电控是整机核心,失效后果严重得多

  • 带大电流、继电器、功率器件

  • 工作温度更恶劣

  • 振动、发热更大

  • 焊点多、结构复杂→ 对热疲劳、焊点可靠性要求更高

所以加了20次循环作为强化。

3. 显示板 100 次的逻辑

  • 弱电流板

  • 无大功率器件

  • 安装环境相对温和

  • 主要风险:按键、连接器、贴片器件虚焊→ 100 次足够暴露问题,再多加意义不大。

4. 100/120 次的工程等效意义

粗略加速等效(行业经验):

  • 一次 -40~85℃ 冲击 ≈ 日常环境几十次昼夜温差

  • 100~120 次循环 ≈ 产品在恶劣环境下使用 3~5 年的热疲劳强度能有效筛出:

  • 虚焊、微裂纹

  • PCB 铜箔疲劳

  • 器件封装开裂

  • 连接器接触不良


五、总结成一句可写进规范的话

温度冲击试验采用 -40℃ 与 85℃ 各保温 1 小时,转换时间不大于 10 分钟;其中显示板进行 100 个循环,内外机主控制器进行 120 个循环。保温时间依据器件热平衡需求确定,循环次数根据电控重要等级及热疲劳失效暴露需求制定,以有效考核焊点、PCB 及元器件在剧烈温度变化下的结构可靠性与功能稳定性。

电子控制器盐雾试验设为48h,是行业通用的"加速腐蚀+缺陷暴露+标准匹配"的综合选择,不是拍脑袋定的。


一、标准依据(为什么国标推荐48h)

  • GB/T 2423.17(电工电子盐雾)GB/T 10125(人造气氛腐蚀)

  • 标准推荐等级序列:16h / 24h / 48h / 96h / 168h / 336h

  • 48h是最常用的"基础合格门槛" :家电、空调电控、消费电子普遍用 48h 中性盐雾(NSS)

二、48h的工程逻辑(怎么来的)

1. 腐蚀加速倍率(自然等效)
  • 48h 实验室盐雾 ≈ 沿海/高湿工业环境 3~6个月自然腐蚀

  • 足够暴露:镀层针孔、PCB焊盘腐蚀、端子生锈、三防漆缺陷

2. 缺陷暴露窗口(为什么不是24h/96h)
  • <24h :太松,轻微工艺缺陷漏检(薄镀层、漏涂、微裂纹)

  • 48h :刚好------能检出:电镀不良、PCB绿油缺陷、端子氧化、焊点腐蚀 不会过杀:合格防护(正常电镀+三防漆)能通过48h

  • 96h+ :偏严,多用于汽车/户外/海事高防腐要求

3. 与电控防护等级匹配
  • 空调内/外电控、显示板:

    • PCB三防漆 + 端子电镀 + 外壳防护

    • 设计目标:沿海地区5~10年不腐蚀失效

    • 48h盐雾合格 = 满足家用/轻商用防腐底线

4. 试验效率与量产平衡
  • 48h = 2天

    • 研发:1周可做多轮对比

    • 量产抽检:不影响生产周期

  • 96h要4天、168h要1周:周期太长、成本高

三、行业惯例(为什么大家都用48h)

  • 家电电控(空调/冰箱/洗衣机) :通用 48h NSS

  • 显示板、内机板、外机板 :行业默认:显示板48h;内外电控48h(少数96h)

  • 与你之前双85/冷热冲击分级一致:

    • 显示板:48h盐雾、144h双85、100循环冷热冲击

    • 内外电控:48h盐雾、240h双85、120循环冷热冲击

四、一句话总结

48h盐雾 = 国标推荐 + 加速腐蚀等效 + 缺陷刚好暴露 + 量产可执行,是家电电控防腐的"标准合格线"。

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