電子產(chǎn)品測試工作如何開(kāi)展

研發(fā)測試部門(mén)如何通過(guò)在研發(fā)辦公室里的努力就能把產(chǎn)品產(chǎn)品的問(wèn)題隱患發(fā)現呢? 本文回答的就是這個(gè)問(wèn)題。不過(guò)以下內容僅針對電子產(chǎn)品、機電一體化產(chǎn)品、軟硬件綜合類(lèi)產(chǎn)品的行業(yè)。至于從事牛奶、尿不濕、口罩、木工家具、方便面、某薄膜橡膠制品等產(chǎn)品研發(fā)的技術(shù)工程師和技術(shù)經(jīng)理朋友們，看看熱鬧、快點(diǎn)把醬油給老婆送回家就好了，鍋已熱，再不送回去河東獅要吼了。

1、小概率問(wèn)題如何發(fā)現——工程計算

任何產(chǎn)品里，組成產(chǎn)品的每一個(gè)器件都有一定的誤差范圍，機械零件有加工誤差和磨損等累積誤差、電路有參數漂移和器件誤差、軟件也有舍入誤差。常規時(shí)隨機組合使用情況下，絕大部分產(chǎn)品都沒(méi)問(wèn)題，但恰恰就是在某些多個(gè)參數的組合下，正好組合出一個(gè)較極端或較巧合的參數組合時(shí)，產(chǎn)品問(wèn)題就會(huì )爆發(fā)。

就好像我上街闖一溜紅燈，一會(huì )平安回來(lái)了，然后就宣稱(chēng)闖紅燈很安全?如果我正闖燈的時(shí)候，正趕上一哥們在車(chē)里跟老婆吵著(zhù)架，他會(huì )覺(jué)得紅燈下不可能會(huì )有人穿馬路，正常情況下確實(shí)是這樣，注意力一分散，結果我就異常了。這不就是幾種事件組合而成的小概率在起作用嗎?小概率事件就是巧她爹遇上了巧她娘——巧上加巧。但巧的概率稍微高一點(diǎn)，客戶(hù)、廠(chǎng)家就都扛不住了。

例如，上拉電阻的標稱(chēng)值就選在了邊緣，加上最大的邊緣誤差+5%后，恰恰就超標了?？偩€(xiàn)上多掛一個(gè)終端，信號可能就不對了。電容值選在臨界上方一點(diǎn)點(diǎn)，余量不夠大，溫度低時(shí)，容值會(huì )往下掉，低溫下測試電源波動(dòng)的影響，會(huì )因為電容儲能不夠，就可能在電源波動(dòng)時(shí)重啟復位。凡此種種，很多很多…

以上情況，限于測試時(shí)被測樣機的有限性(也就測有限的幾臺而已)，這種小概率事件的產(chǎn)品就很難被抽檢到，于是漏網(wǎng)之魚(yú)會(huì )禍害品牌的。沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)一句話(huà)“一粒老鼠屎壞了一鍋粥”嗎?更何況還不止一粒老鼠屎。

怎么解決?測試的方式就別想了。您派倆人滿(mǎn)大街闖紅燈走一個(gè)月，試試會(huì )不會(huì )被撞死?可能性不大。派一大群人試試或許可能出倆倒霉蛋，可公司能接受被測樣機數量太多嗎?讓那倆人走上十年八年的，也許他倆會(huì )被車(chē)撞出點(diǎn)啥事，但公司能接受一個(gè)型號的產(chǎn)品您一測試就持續三年五載嗎?

所以，解決問(wèn)題的辦法只有一個(gè)：器件參數的選型計算，通過(guò)數學(xué)方式知道參數的最壞組合，知道器件參數允許的邊緣值，知道組合后可能出現故障現象的發(fā)生概率，從數據上您就知道如何具體改進(jìn)了。都不用具體測試。一張紙一支筆，幾個(gè)基礎公式，一算就能得出答案。不戰而屈人之兵，上之上者也。

2、計算太復雜、缺少測試儀器難題怎么解——電子仿真

對于復雜電路、復雜結構、高頻，模擬測試實(shí)驗倒是能做，但內部隱患不會(huì )激發(fā)出來(lái)，我們只能感知到有外在顯性現象的故障，隱藏的未達到觸發(fā)外在顯性故障隱患問(wèn)題，如何發(fā)現?它在現場(chǎng)條件跟實(shí)驗時(shí)不一樣的時(shí)候很容易爆發(fā)。這類(lèi)問(wèn)題的解決方法是電子仿真。

熱仿真可以icepak，電路原理圖仿真可以multisim，信號仿真可以HyperLynx，這只是典型代表，其他的工具軟件還有很多。用起來(lái)都不太難，很容易上手，簡(jiǎn)單使用的話(huà)，半天多應該夠了。

3、因為長(cháng)期使用累積或疲勞才會(huì )出現的問(wèn)題怎么發(fā)現——規范審查

一個(gè)密封橡膠圈，2個(gè)月內怎么折騰它，都不會(huì )有什么問(wèn)題，應力太大可能會(huì )有問(wèn)題，但太大應力也沒(méi)說(shuō)服力啊，現實(shí)生活中根本不可能發(fā)生的應力，就算您能鼓搗壞它，又能以此為依據說(shuō)服誰(shuí)呢?可一個(gè)橡膠圈，就算常溫常濕條件下，放上幾年，都會(huì )疲勞，裂、失去彈性、變硬等等。

一個(gè)鋁電解電容，長(cháng)期在一個(gè)較高環(huán)境溫度下運行，但該溫度又沒(méi)超過(guò)其所能允許的溫度范圍，您多久才能激發(fā)出其電解液干涸的故障現象來(lái)，可實(shí)際情況是，它要真放在散熱片旁邊，日子久了，就是容易失效啊，親!

這些問(wèn)題，對測試工程師來(lái)說(shuō)，我們不是沒(méi)有測試方法，但最大的難題是測試時(shí)間。有一種做法是做加速應力測試，HALT、阿倫尼茲溫度加速模型、振動(dòng)應力加速、電應力加速擬合模型… 也只是個(gè)統計結果，到了具體產(chǎn)品上，該數據的真實(shí)性是否有效也還值得商榷。不過(guò)這些測試確實(shí)也能發(fā)現一部分隱患問(wèn)題。注意：是一部分!而且不嚴謹。

解決這些問(wèn)題的方法是規范審查。常在河邊走，必然會(huì )濕鞋，既然怕濕鞋，把離河邊近的設計和器件挑出來(lái)處理處理就是了。何必非得去河邊跺噠半年腳，弄濕了幾雙鞋后再相信這個(gè)結論呢。

4、萬(wàn)法歸宗——模擬測試

那些不好用模擬測試激發(fā)的隱患問(wèn)題，大可以用以上三種方法幫助解決。但萬(wàn)變不離其宗，模擬測試方法仍然是測試發(fā)現問(wèn)題的主導內容之一。模擬測試總共分6種，我自己總結的，版權所有，翻錄必究哈。

標準符合性測試

這個(gè)最簡(jiǎn)單，找對應標準參考即可。本行業(yè)有的參考本行業(yè)的，本行業(yè)沒(méi)有的參考相關(guān)行業(yè)的。

基于失效機理的應力測試

故障的發(fā)生需要2個(gè)條件：器件組件或設備有某種失效機理，現實(shí)環(huán)境有激發(fā)這種失效機理的失效應力。檢查設備中有沒(méi)有這種失效機理，分析未來(lái)用戶(hù)環(huán)境中有沒(méi)有這種應力，如果對上了都有，那就專(zhuān)門(mén)針對這個(gè)細節之處做測試。

比如密封橡膠圈低溫變硬，密封型變差。那就對此做個(gè)低溫試驗。電解電容紋波電流大了，大氣壓再低點(diǎn)，esr上發(fā)熱容易導致電容爆裂，那就施加個(gè)波動(dòng)厲害的紋波，放在真空箱里弄個(gè)低氣壓做實(shí)驗嘍。

極限邊緣應力組合測試

現場(chǎng)應力雖然一般不會(huì )太極端，但萬(wàn)一遇到極端的，而且是幾個(gè)條件都極端了，但單個(gè)的應力沒(méi)有一個(gè)條件是超標的，如果壞了，您如何跟客戶(hù)解釋?所以模擬一下，檢查下產(chǎn)品的綜合抗壓能力。比如電源波動(dòng)中，同時(shí)注入EFT干擾，同時(shí)打著(zhù)靜電，看設備能否耐受?，F實(shí)中，設備同時(shí)面臨著(zhù)三種情況的可能性還是有的吧?電網(wǎng)不穩、電鉆與EUT同路電源、手摸按鍵打入靜電，不就是這種組合嘛。低溫+強振測強度、高溫+積灰冊散熱、濕度+高壓測絕緣強度和爬電距離…

應力變化率測試

人熱了不感冒，天冷不感冒，忽冷忽熱容易感冒，滿(mǎn)頭大汗時(shí)猛吹空調就是如此。設備亦是一樣。應力變化率主要是溫度應力突變、電應力突變、振動(dòng)應力突變，測試對象主要是輸入電源、輸入信號、輸入能量、驅動(dòng)負載幾個(gè)方面的突變，看設備的抵抗力和容錯性機制能否保證工作不出問(wèn)題。這是一個(gè)很有效地方法。

用戶(hù)模擬測試

測試應力的選擇依據就是用戶(hù)現場(chǎng)，而不是技術(shù)法規標準，有些應力還會(huì )高出標準不少。模擬用戶(hù)的環(huán)境條件、模擬用戶(hù)的操作方式、模擬用戶(hù)現場(chǎng)的互連設備，將這些模擬對象的正常因素、可能發(fā)生的單一故障因素，都要做一個(gè)模擬，確認產(chǎn)品都有了可靠措施，并且工作有效。這樣才可以確保測試到位了。比如用戶(hù)現場(chǎng)接地不好，不能讓用戶(hù)接觸設備時(shí)有被電擊的感覺(jué)。雖然這是用戶(hù)現場(chǎng)的問(wèn)題，但是我們的責任，我們有責任通過(guò)系列方法保證用戶(hù)在任何情況下運行設備都是ok噠。測試就是代表各類(lèi)客戶(hù)模擬這一點(diǎn)。

一致性測試

以上的所有測試都是發(fā)生在研發(fā)實(shí)驗室，專(zhuān)門(mén)針對研發(fā)設計的測試。研發(fā)測試就算做好了，產(chǎn)品也改的沒(méi)問(wèn)題了，在批生產(chǎn)中，因為工藝的變化、布線(xiàn)的變化、供應商的不同、同一個(gè)供應商的供貨質(zhì)量不穩定等緣故，仍然需要在中試階段對產(chǎn)品進(jìn)行測試，以驗證工藝穩定性、批次一致性問(wèn)題。甚至要借助于統計學(xué)，分析產(chǎn)品批次測試結果的分布特性，從正態(tài)分布圖上發(fā)現不同問(wèn)題存在與否的統計學(xué)特征，以便從設計、工藝、文檔上進(jìn)行改進(jìn)。