作者 | 左成鋼

本文節(jié)選自《廣義車規(guī)級電子元器件可靠性設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)踐》第五章

電子模塊為滿足車載應(yīng)用的要求，在開發(fā)過程中及量產(chǎn)前均需要進(jìn)行 一些功能及性能的測試及試驗(yàn)，這些測試從器件到系統(tǒng)，涵蓋了元器件、芯片、單元電路及零部件，在車型量產(chǎn)前還會對車輛進(jìn)行路試，包括高低溫、溫濕度等試驗(yàn)。汽車行業(yè)經(jīng)過上百年的發(fā)展，已經(jīng)形成了成熟的針對整車及零部件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各 OEM 也形成了自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各 Tier 1 同時也形成了自己對零部件的測試及驗(yàn)證方法等。

對 Tier 1 來講，需要保證零部件按照 OEM 的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)并最終通過 DV 及 PV 測試；對 OEM 來講，在各零部件滿足相應(yīng)零部件級試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，最終還需要保證整車滿足相應(yīng)整車級試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

對一個具體的零部件來講，OEM 通常重點(diǎn)關(guān)注的是產(chǎn)品的 DV 測試及PV 測試，而 Tier 1 除了需要保證最終的 DV、PV 測試結(jié)果外，還需要在開發(fā)過程中對產(chǎn)品進(jìn)行各種單元級及系統(tǒng)級的軟硬件功能、性能及參數(shù)的測 試，最后在產(chǎn)品量產(chǎn)時，還需要通過EOL 測試對產(chǎn)品進(jìn)行下線前的 100% 功能檢測，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性及高可靠性。

5.3  試驗(yàn)條件及樣品

5.3.1 試驗(yàn)條件及功能狀態(tài)分級

1. 通用試驗(yàn)條件

對電子零部件來講，參考 GB/T 28046.1—2011 標(biāo)準(zhǔn)要求，通用試驗(yàn)條件如下：除非另有規(guī)定，所有試驗(yàn)應(yīng)在（23±5）℃和相對濕度 25%~75% 的室溫（Room Temperature，RT） 條件下進(jìn)行。除非在其他部分另有規(guī)定，試驗(yàn)電壓應(yīng)按表 5-5 的規(guī)定。

表 5-5   試驗(yàn)電壓

① 工作模式 3：發(fā)電機(jī)供電時的試驗(yàn)電壓。

② 工作模式 2：蓄電池供電時的試驗(yàn)電壓。

2. 功能狀態(tài)分級

按照 GB/T 28046.1—2011 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，功能狀態(tài)分為 A、B、C、D、E 共五個等級。

1）A 級：試驗(yàn)中和試驗(yàn)后，裝置 / 系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求。

2）B 級：試驗(yàn)中裝置 / 系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求，但允許有一個或多個超出規(guī)定允差。試驗(yàn)后所有功能應(yīng)自動恢復(fù)到規(guī)定限值。存儲器功能應(yīng)符合 A 級。

3）C 級：試驗(yàn)中裝置 / 系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求，但試驗(yàn)后所有功能能自動恢復(fù)到正常運(yùn)行。

4）D 級：試驗(yàn)中裝置 / 系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動恢復(fù)到正常運(yùn)行，需要對裝置 / 系統(tǒng)通過簡單操作重新激活。

5）E 級：試驗(yàn)中裝置 / 系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動恢復(fù)到正常運(yùn)行，需要對裝置 / 系統(tǒng)進(jìn)行修理或更換。

5.3.2  樣品數(shù)量及測試流程圖

1. 樣品數(shù)量

樣品數(shù)量、樣品分組、測試周期及測試費(fèi)用四者之間其實(shí)是一個相關(guān)關(guān)系。

分組多，則需求的樣品數(shù)量就多，但多分組可以讓不同的試驗(yàn)同步進(jìn) 行，可以縮短試驗(yàn)周期、節(jié)省時間，但測試費(fèi)用將會相應(yīng)升高（樣品數(shù)量及臺架數(shù)量等試驗(yàn)成本將會增加，尤其是專門定制的測試臺架費(fèi)用較高）。但從另一個角度來講，分組多會降低測試對產(chǎn)品的要求。因?yàn)槊總€樣品經(jīng)歷的測試項(xiàng)目減少后，從某種程度上降低了試驗(yàn)失敗的風(fēng)險，因?yàn)槟承┰囼?yàn)可能對樣品具有一定的破壞性或壽命加速老化性，從而在某種程度上導(dǎo)致樣品的性能在試驗(yàn)后發(fā)生了改變。

所以為了提高測試的嚴(yán)酷等級，某些 OEM 會對樣品分組、試驗(yàn)順序及試驗(yàn)步驟等進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定，如讓某些試驗(yàn)由并行改為串行，在做完一項(xiàng)試驗(yàn)后再進(jìn)行另一項(xiàng)試驗(yàn)。這種串行順序安排會在很大程度上提高測試的嚴(yán)酷等級，但不合理的樣品分組及試驗(yàn)順序也可能會導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的風(fēng)險大幅提高，這個需要 Tier 1 依據(jù)自己的專業(yè)知識和 OEM 進(jìn)行協(xié)商；在有充分理由的前提下，這種協(xié)商通常是可行的。

對于產(chǎn)品的 DV 試驗(yàn)，根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，通常需要準(zhǔn)備 50 套左右的樣品用于試驗(yàn)測試及預(yù)留備件，同時需要根據(jù)時間節(jié)點(diǎn)提前準(zhǔn)備做試驗(yàn)用的線 束、臺架及測試設(shè)備，同時聯(lián)系試驗(yàn)室確認(rèn)試驗(yàn)布置、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)時間安排等。通常不同的測試對臺架及樣品安裝要求是不一樣的，都需要提前確認(rèn)及準(zhǔn)備，如 EMC 試驗(yàn)對臺架的要求和電氣試驗(yàn)及耐久試驗(yàn)對臺架的要求就是不一樣的，需要制作不同的臺架；另外，臺架數(shù)量還需要考慮試驗(yàn)分組及并行試驗(yàn)對臺架的占用，如果多個試驗(yàn)并行，則需要增加臺架的數(shù)量。

2. 樣品分組

樣品分組需要考慮：

1）  客戶要求。如客戶已有明確要求，按照客戶要求的樣品數(shù)量進(jìn)行分組及試驗(yàn)。

2） 試驗(yàn)項(xiàng)目。在客戶要求的基礎(chǔ)上，盡量靈活安排試驗(yàn)分組。如按照測試項(xiàng)目的類型對樣品進(jìn)行分組，方便實(shí)際測試。如溫度類、電氣類的試驗(yàn)就可以安排一起或順序進(jìn)行。

3） 試驗(yàn)順序。在客戶要求的基礎(chǔ)上，盡量科學(xué)地安排試驗(yàn)順序。如對樣品外觀或性能沒有破壞性或潛在傷害的試驗(yàn)可以安排在前面，時間較長的試驗(yàn)安排在后面。整體思想就是在考慮試驗(yàn)順序合理性的同時，節(jié)約試驗(yàn)成本，縮短試驗(yàn)周期。

樣品數(shù)量及試驗(yàn)分組舉例見表 5-6，試驗(yàn)共需要約 36 個樣品。

表 5-6   樣品數(shù)量及試驗(yàn)分組舉例

3.  測試流程圖

通常情況下，客戶會提供具體的試驗(yàn)項(xiàng)目及具體的試驗(yàn)等級要求，但不一定對試驗(yàn)分組、試驗(yàn)步驟及樣品數(shù)量進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定，這就需要Tier 1 根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)、試驗(yàn)周期、項(xiàng)目時間節(jié)點(diǎn)及試驗(yàn)成本（試驗(yàn)室成本、樣品成本、臺架成本等） 進(jìn)行綜合考慮。

某些試驗(yàn)為可選試驗(yàn)，需要根據(jù)客戶要求、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品應(yīng)用、產(chǎn)品安裝位置等綜合考慮試驗(yàn)項(xiàng)目、樣品數(shù)量、試驗(yàn)時間、試驗(yàn)要求及試驗(yàn)等級等。圖 5-3 為一種通用的汽車電子零部件測試流程圖（Test Flow Chart），圖中灰色虛線部分試驗(yàn)項(xiàng)目為可選測試項(xiàng)目，需根據(jù)產(chǎn)品類型及應(yīng)用進(jìn)行選擇。

圖 5-3    汽車電子零部件測試流程圖

5.3.3 前期檢查

試驗(yàn)前需要對所有樣品進(jìn)行前期檢查，檢查項(xiàng)目包括目視檢查、功能檢查及基礎(chǔ)性能檢查（5V/T） 等。

1. 目視檢查

目視檢查是所有樣品在試驗(yàn)前的最基礎(chǔ)檢查，通常包括：

1） 在試件上不能觀察到會影響試件功能的可見缺陷，如損傷、破損、 凹凸、裂縫、瑕疵、變形、腐蝕、脫色、水入等。

2） 緊固部件無松動。

3） 模壓標(biāo)示清晰、整潔、無色差。

4） 插接件端子排列整齊，無銹蝕及長短不齊等缺陷。

2. 功能檢查

功能檢查通常是在目視檢查之后進(jìn)行，在確保所有樣品通過目視檢查 后，再對樣品進(jìn)行基礎(chǔ)的功能檢查，這些檢查通常靠專門為產(chǎn)品定制的功能測試臺架來進(jìn)行，較為簡單的產(chǎn)品也可直接采用測試清單的檢查方式進(jìn)行功能的逐項(xiàng)檢查，以確保樣品的基本功能正常。

功能測試臺架通?？梢耘c EOL 臺架復(fù)用，在產(chǎn)品研發(fā)階段作為樣品的功能檢查之用，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)凍結(jié)之后，臺架轉(zhuǎn)交給工廠作為 EOL 臺架之用。

表 5-7 為一個樣品的功能測試報告。

表 5-7   樣品功能測試報告舉例

3.  5V/T 檢查

5V/T 檢查是一個基礎(chǔ)的性能檢查方法，要求將 3 個電壓點(diǎn)和 3 個溫度點(diǎn)進(jìn)行組合，形成 5 個電壓及溫度的組合，在這種組合條件下對樣品進(jìn)行一些基礎(chǔ)功能測試，以確認(rèn)樣品在試驗(yàn)前的狀態(tài)。3 個電壓點(diǎn)和 3 個溫度點(diǎn)還可以組合成 9 個測試點(diǎn)，這種測試方法稱為三溫三壓測試，通?？捎糜诋a(chǎn)品開發(fā)階段的性能測試。如圖 5-4 為一種 5V/T 測試方法。

圖 5-4 一種 5V/T 測試方法（12V 系統(tǒng)）

▼延伸閱讀

本書適合從事車規(guī)級芯片及汽車電子可靠性相關(guān)工作的讀者，無論是乘用車行業(yè)還是商用車行業(yè)，無論是芯片行業(yè)從業(yè)人員還是汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)、測試、生產(chǎn)運(yùn)營等相關(guān)人員，都能從本書中獲取新知。本書還可以作為汽車電子產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)人員的參考用書，以及準(zhǔn)備踏入汽車行業(yè)的新手們的入門級參考書，同時也可以作為行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員的手頭工具書來使用。

以上是分享的節(jié)選內(nèi)容，本文摘編自《廣義車規(guī)級電子元器件可靠性設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)踐》，機(jī)械工業(yè)出版社出版，經(jīng)出版方授權(quán)發(fā)布。