温度应力筛选(Temperature Stress Screening, TSS)是环境可靠性检测中针对产品早期故障的核心手段,通过周期性高低温循环暴露设计、材料或工艺缺陷(如虚焊、元器件匹配不良),提前剔除故障件以提升可靠性。其实施需遵循标准化步骤,确保测试有效性与结果可追溯。
测试前的准备工作
实施前需完成资料收集:梳理产品规格书、客户可靠性要求及既往故障分析报告,明确测试边界(如是否通电运行、需监测的参数)。例如汽车电子需参考ISO 16750标准,明确温度范围与循环次数。
设备校验是关键:温度试验箱需经计量机构校准,确认温度均匀性(≤±2℃)、波动度(≤±0.5℃)及传感器精度(±1℃);若测试中需监测电参数,需提前校验万用表、热电偶等设备。
人员需具备资质:操作人员需熟悉TSS标准(如GB/T 2423.22)、设备操作及应急处理(如温度失控时切断电源),避免因操作失误影响测试结果。
样品清点与状态确认:核对样品数量、型号、批次及初始外观(如无划痕、接口完整),并记录在《样品接收表》中,确保无错发或遗漏。
样品的预处理操作
初始检测建立基线:测试前需检测样品外观(如外壳是否变形)、功能(如手机能否开机)及性能参数(如电源适配器的空载电压),记录为“初始状态”,便于后续对比。
标识与固定需耐高温:用不锈钢标签或耐高温不干胶标注样品编号,避免测试中脱落;小型样品(如电路板)用耐高温胶带固定在测试架上,大型设备用螺丝固定,防止循环中移位。
连接监测布线:若需监测电参数(如芯片温度、电流),用硅胶线连接样品与监测设备,布线需整齐,避免遮挡样品表面影响温度传递;通电样品需确认电源线绝缘层无破损,防止高温下漏电。
预处理后需检查安全性:确保样品无短路风险,通电时电源连接正确,避免测试中发生安全事故。
测试参数的确定与设定
参数需结合产品特性:温度范围依据应用场景(如手机-20℃~60℃、工业控制器-40℃~85℃),循环次数根据早期故障期(一般5~10次),升温/降温速率控制在2~5℃/min(过快易导致材料应力过大)。
关键参数需验证:保温时间需确保样品内部温度均匀(如厚壁塑料件保温60分钟);参数设定后需空箱运行一次,确认温度曲线与设定一致(如-40℃时箱内各点温度偏差≤±2℃)。
客户特殊要求需明确:若客户要求某温度点保温2小时或增加湿度,需在参数中补充,并在验证时确认可行性。
测试过程的规范执行
样品放入时机需合规:按GB/T 2423.1要求,样品需在室温下放入试验箱,再启动循环;通电样品需提前连接电源与监测设备,避免测试中开盖接线。
循环中实时监测:启动程序后,每30分钟检查温度曲线是否与设定一致(如升温速率5℃/min需匹配);通电样品需每循环一次检查功能(如手机能否通话),非通电样品需检查外观是否变形。
避免干扰测试:循环中禁止随意开盖,若需处理异常,需记录开盖时间与温度变化,关闭后待箱内温度恢复至设定值再继续。
中间检查与数据记录
每1~2次循环需中间检查:查看样品外观(如电容是否鼓包)、固定状态(是否移位)及功能(如电路板能否正常工作),异常情况需立即标记并记录。
数据记录需全流程覆盖:包括试验箱温度曲线(自动记录)、样品监测参数(如电流值)、样品状态变化(如第5次循环后功能失效)及异常描述(如异常发生在-40℃、现象为屏幕黑屏)。
记录需可追溯:用测试软件自动保存温度曲线,将检查结果录入Excel表格(含样品编号、循环次数、结果、操作人员签名),错误记录需划线修改并注明原因。
异常情况的应对处理
设备异常需暂停:若温度传感器故障导致温度超差,立即关闭设备,记录当前循环次数与温度点,联系维护人员修复;设备恢复后需重新验证参数,再继续测试。
样品异常分情况处理:外观开裂、功能失效需标记隔离,安全异常(如冒烟)需立即切断电源,打开箱门通风,用灭火器灭火;异常样品需通知客户或设计人员分析故障模式。
异常后需评估影响:若测试中断1小时且温度未超差,可继续循环;若中断导致温度波动过大,需重新开始测试。
测试后的样品处置
取出样品需待降温:试验箱温度回到室温(20~25℃)后再取样品,避免冷凝水(如低温样品遇室温空气结露)损坏电路板;取样品时戴手套,防止烫伤或冻伤。
最终检测对比基线:测试后重新检测外观、功能及性能,与初始状态对比,判断是否合格(如初始电压5V,测试后仍为5V则合格)。
样品分类处理:合格样品清洁后按客户要求包装,不合格样品隔离并贴“不合格”标签,等待故障分析;试验箱需清洁内部灰尘,整理设备与导线,恢复默认参数。
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