[发明专利]一种基于盐雾环境试验的印制电路板使用寿命评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电子产品可靠性分析与寿命评估技术领域，具体涉及一种面向盐雾环境下使用的印制电路板使用寿命评估方法。

背景技术

海上武器装备电控模块为海上武器装备的控制系统，控制着武器整个发射过程，协调各个机械装置在发射过程中的执行顺序，是海上武器装备的“大脑”。高可靠的电控模块是海上武器装备系统安全性的重要保障。电控模块在装备服役过程中，一旦发生失效将会使整个装备系统各子系统失去关联关系，影响服役过程的正常运行，甚至对武器装备及操作人员的安全造成严重威胁。同时，环境适应性是武器装备的一个重要特征，装备适应性能的好坏直接影响到装备性能的发挥。在产品设计定型时，必须通过实验室环境鉴定试验来验证产品的环境适应性是否满足研制要求和规定的指标。环境鉴定试验是武器装备设计定型地面鉴定试验的重要组成部分。而海上武器装备在海洋环境中服役工作，面对复杂的海上环境，必须通过有效的可靠性设计及相关试验，预计武器装备的可靠度，目的是准确地评定装置可靠性和使用寿命，以让使用中可能出现的问题在投入服役前得到充分暴露和解决，从而制定科学合理的维修决策，以节省维修费用，并保障战备的完好和任务的成功。

一套海上武器装备一般配置一台控制台，控制台包括两个测控箱，每个测控箱含有若干功能模块，每一功能模块又由若干印制电路板组成，印制电路板的耐盐雾腐蚀性能则成为决定海上武器装备正常服役的必备条件。印制电路板由于在海洋环境下工作容易受到腐蚀，同时盐的沉积物也会对印制电路板的电气性能产生影响，这些破坏往往会影响其环境适应性，可靠性和使用寿命。

该印制电路板在实际服役过程中使用频率很低，并且每次使用只有几分钟的时间。同时由于其工作环境的特殊，现有的寿命可靠性分析方法很难表述该印制电路板的具体故障模式，并评估其使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于盐雾环境试验的印制电路板使用寿命评估方法。

本发明的技术方案为：一种基于盐雾环境试验的印制电路板使用寿命评估方法，具体包括以下步骤：

A：确定盐雾试验样本数n；

B：对盐雾试验样本数n进行编号，并制定试验条件与合格判据；

C：随机选取部分编号样本进行三防漆的预处理，剩余部分编号样本不进行任何处理，然后对全部样本进行试验；

D：取出样本进行初步的腐蚀形貌判断，以判定样品是否已直接失效，清洗样品表面至正常水平之后测定样本的电性能；选取Arrhenius模型分别通过基于加速寿命试验与基于样本性能退化的估计方法对印制电路板的使用寿命进行估计。

进一步地，所述加速寿命试验具体包括以下步骤：

D1：确定试验环境因子得到加速系数η；所述环境因子包括：温度因子a，盐溶液浓度因子b，盐雾沉降量因子c；根据以下公式计算所述加速系数η；

η＝a·b·c；

D2：根据现有研究中盐雾试验的加速变量对试验速率影响的成果，以及Arrhenius模型对温度因子a进行估算；根据实验数据对盐溶液浓度因子b以及盐雾沉降量因子c进行拟合，得到盐溶液浓度因子b以及盐雾沉降量因子c加速试验模型，根据得到的加速试验模型计算得到盐溶液浓度因子b以及盐雾沉降量因子c的值；根据得到的温度因子a，盐溶液浓度因子b，盐雾沉降量因子c计算加速系数η；

D3：根据步骤D2获得的加速系数η，求得自然使用环境下的贮存时间T，T＝η·T′；

其中，T′表示试验周期。

更进一步地，通过基于电路板性能退化的估计方法对印制电路板的使用寿命进行估计，具体包括：通过对印制电路板的电阻进行测量，根据测量得到的样本的不同端口电阻变化，对比分析n个样本的电阻变化率，求出变化率平均值并根据电子产品退化量失效阈值z、自然使用环境下的贮存时间T₀与变化率平均值求出实际服役中达到失效退化的使用年限T₁，T1=T0·zS‾.]]>

进一步地，所述步骤B制定的试验条件如下：