4.3. Испытания электронных средств
4.3.1. Классификация испытаний
В общую систему контроля качества электронных средств обязательно входят различные испытания, которые могут проводиться на разных стадиях производства, но преимущественно – но завершающей стадии. Технология и методы испытаний весьма разнообразны в зависимости от их видов и целей. Поэтому рассмотрим классификацию испытаний. Она представлена на схеме (рис. 4.1):
Рассмотрим теперь каждый из указанных на схеме видов испытаний более подробно. При этом, как мы увидим далее, многие из этих видов испытаний взаимно проникают друг в друга. Так, например, большинство испытаний на воздействие внешних условий входят составной частью в испытания контроля качества (квалификационные, периодические, приёмо-сдаточные и технологические), а также в граничные испытания на надёжность. Это обстоятельство необходимо иметь в виду, проводя классификацию испытаний.
4.3.2. Испытания контроля качества
Испытания контроля качества (контрольные испытания) проводят для оценки соответствия изготовленных изделий требованиям стандартов, технических условий (ТУ) или другой документации.
Они, в свою очередь, подразделяются на: квалификационные, приёмо-сдаточные, периодические, типовые и технологические.
Квалификационные испытания проводят на предприятии-изготовителе во время приёмки установочной серии (партии) при освоении нового вида продукции. Целью этих испытаний является оценка готовности предприятия к серийному выпуску данного вида продукции, удовлетворяющей всем требованиям стандартов, ТУ и другой документации, определяющей требования к качественным характеристикам продукции. В процессе этих испытаний должны определяться фактические значения этих характеристик. При этом квалификационным испытаниям подвергают изделия, прошедшие приёмо-сдаточные испытания. При неудовлетворительных результатах квалификационных испытаний принимают меры по совершенствованию конструкции изделий или технологии производства, обеспечивающие устранение выявленных недостатков, после чего назначают повторные испытания.
Приёмо-сдаточные испытания проводятся с целью контроля качества каждой предъявляемой к контролю партии изделий. По их результатам принимаются решения о возможности поставки данной партии изделий потребителю или её браковке с последующим устранением выявленных дефектов и повторными испытаниями. В зависимости от сложности изделий и объёма партии применяются испытания всех изделий партии или выборочные испытания (например, при производстве микросхем и других компонентов электронных средств).
При приёмо-сдаточных испытаниях обязательно проверяются все характеристики назначения (электрические параметры, параметры функционирования и др.), внешний вид, маркировка, а влияние внешних факторов (механических, климатических и др.) проверяется в зависимости от требований заказчика. Как правило, приёмо-сдаточные испытания менее полны чем, квалификационные.
Периодические испытания проводятся с целью поддержания стабильного качества продукции. Они проводятся периодически (обычно раз в квартал в течение первого года выпуска и раз в полугодие – в последующие годы). По своему содержанию они идентичны квалификационным испытаниям. По их результатам, в случае необходимости, осуществляется корректировка технологических процессов и принимаются другие меры для поддержания необходимого уровня качества. Если периодические испытания заканчиваются отрицательным результатом, то производство данных изделий приостанавливается вплоть до устранения выявленных несоответствий и успешного прохождения повторных испытаний.
Типовые испытания проводятся при внесении в технологический процесс каких-либо изменений, которые могут повлиять на качество. Такие изменения обычно касаются не только самой технологии, но и элементов конструкции и замены исходных материалов или комплектующих изделий. По результатам этих испытаний судят о допустимости и целесообразности внесения данных изменений.
Технологические испытания (технологический прогон) занимают особое место в технологическом процессе. Их цель, главным образом, состоит в выявлении скрытых дефектов. Для этого изделия подвергают воздействию различных влияющих факторов при их значениях близких к критическим. В частности, электронные средства испытываются при повышенных и пониженных питающих напряжениях, в камерах холода и тепла, при воздействии вибраций, линейных ускорений и ударов, при воздействии влаги, морского тумана (тумана насыщенного различными солями), а также термоциклирования. За счёт критических условий скрытые дефекты выявляются гораздо быстрее, чем при нормальной работе. Их устранение до начала эксплуатации позволяет существенно уменьшить интенсивность отказов при нормальной эксплуатации у потребителя. Кроме того, при этом проверяется запас устойчивости изделия по всем показателям и происходит ускоренное искусственное старение всех компонентов изделия, что повышает их стабильность при нормальной эксплуатации.
Технологическим испытаниям могут подвергаться не только готовые изделия, но и отдельные их узлы и даже компоненты. В частности многие микросхемы ещё перед монтажом на печатные платы подвергают термотренировке, испытаниям на вибростойкость и герметичность, что позволяет отсеять микросхемы со скрытыми дефектами, и повысить стабильность характеристик оставшихся. Однако, при определении программы технологических испытаний следует иметь в виду, что чрезмерно жёсткие режимы их проведения могут привести к обратному эффекту – частичной выработке ресурса и снижению надёжности качественных изделий. Поэтому необходимо подбирать оптимальную программу испытаний, чтобы надёжно выявлять скрытые дефекты, но не снижать надёжность и ресурс качественных изделий.