作为一名关注汽车工业发展的自媒体人,我常常会思考,我们日常驾驶的汽车,其内部的电子部件是如何在各种复杂路况下保持稳定工作的。今天,我想和大家深入探讨一个在汽车电子可靠性验证中至关重要的环节——耐定频振动检测,其标准依据便是我们今天要聊的JESD22-B103B。
你可能想象不到,汽车在行驶中,其内部的电子控制单元、传感器、连接器等部件,无时无刻不在承受着来自发动机、路面传递上来的持续振动。这种振动虽然我们坐在车内感觉不明显,但对于精密的电子元器件而言,却是长期的、严峻的考验。如果设计或制造存在薄弱环节,就可能导致焊点开裂、元器件松动、连接器接触不良等问题,进而引发功能失效,影响行车安全。在部件装车之前,进行科学、规范的振动测试就显得尤为关键。
JESD22-B103B标准,正是为此而生的一个重要测试规范。它由国际先进工艺的固态技术协会制定,为评估电子器件在承受规定频率和加速度的持续振动环境下的机械坚固性,提供了标准化的方法。下面,我将分几个部分来为大家解析这个测试的核心内容。
1.测试的核心目的与基本原理
这项测试的核心目的非常明确,就是模拟汽车电子部件在生命周期内可能遭遇的长期、稳定的振动环境,通过加速试验的方式,提前暴露其结构、装配和工艺上的潜在缺陷。它采用“定频”振动,意味着在测试过程中,振动的频率和加速度水平是固定不变的,这与实际车辆运行中某些特定工况(如发动机在某一恒定转速下产生的振动)是相对应的。
测试的基本原理是将被测样品牢固地安装在振动台上,然后让振动台在指定的频率点上,按照规定的加速度值进行持续的往复运动。这种持续的应力施加,会考验样品内部所有机械连接点的耐久性。
2.测试条件的关键参数
要执行一次符合JESD22-B103B的测试,需要明确几个关键参数,它们共同定义了测试的严苛程度。
*频率点:这是测试的核心参数之一。标准通常会指定一个或多个频率值(例如100Hz),测试就在这个固定的频率上进行。频率的选择往往基于目标车辆的实际振动频谱分析。
*加速度:另一个核心参数,单位是重力加速度g。它定义了振动的强度。例如,5g的加速度意味着样品承受的振动力量是其自身重量的5倍。加速度值与频率点需搭配使用。
*持续时间:样品需要在规定的频率和加速度下持续振动多长时间。持续时间通常较长,可能是数小时甚至数十小时,以模拟足够长的使用周期。
*振动方向:测试通常需要在三个相互垂直的方向(X、Y、Z轴)上分别进行,因为部件在车内安装的方位不确定,需要确保其在任何方向上都有足够的抵抗振动的能力。
这些参数的具体数值,并非由标准硬性规定高标准值,而是需要根据被测部件的最终使用环境、客户要求或相关更上层的产品标准来具体定义。JESD22-B103B提供的是标准化的测试方法框架。
3.典型的测试实施步骤
一个完整的耐定频振动测试,通常会遵循以下流程:
*预处理:有些测试会要求先对样品进行温度循环或高温高湿预处理,以模拟焊接应力或环境老化。
*初始检测:在振动开始前,对样品进行优秀的外观检查、电气性能测试和功能测试,记录初始状态数据。
*安装与调试:使用专用夹具将样品严格按照要求安装在振动台面上,确保振动能量能有效传递到样品上。随后调试设备,确认频率、加速度等参数设置无误。
*执行振动:启动振动台,在设定的条件下持续运行直至达到规定的持续时间。过程中可能会监控样品的状态。
*中间与最终检测:振动测试结束后,立即对样品进行外观、电气和功能复测,并与初始数据对比,判断其是否出现性能退化或失效。
4.结果判读与意义
测试完成后,如何判断一个部件是否合格呢?主要依据是其在振动前后的性能变化。如果在振动后,部件出现了以下情况,通常会被认为未能通过测试:电气参数(如电阻、电压)超出允许的公差范围;物理结构发生损坏,如裂纹、断裂、明显变形;机械连接出现松动;最关键的是,基本功能丧失或出现间歇性故障。
通过这项测试,对于汽车电子行业意义重大。它帮助设计工程师识别产品结构的薄弱点,从而优化设计,比如加强支撑、改进焊盘布局或选择更可靠的连接器。它也为制造商提供了工艺质量控制的手段,确保每一批产品都具有一致的机械可靠性。最终,它给予了整车厂和消费者信心,确保车辆中的电子系统能够在长期的颠簸振动中稳定工作。
总而言之,JESD22-B103B所规定的耐定频振动检测,就像一位严格的“考官”,在汽车电子部件上路之前,对其机械耐久性进行了一场模拟“长跑”考核。它虽不涉及高温、低温或温度冲击,但在确保汽车电子基础坚固性方面,扮演着不可替代的角色。正是通过这些看似枯燥却极其严谨的标准化测试,我们驾驶的汽车才得以在复杂的现实环境中,保持电子系统的高度可靠与安全。

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