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移動(dòng)電源PCBA壽命評(píng)估的誤區(qū)！

移動(dòng)電源PCBA壽命評(píng)估的基本方法就是尋找系統(tǒng)中的短板，這個(gè)短板可以是零部件或者元器件發(fā)生失效而導(dǎo)致的壽命不滿足要求，也可以是零部件或者元器件的特性參數(shù)退化而導(dǎo)致系統(tǒng)功能發(fā)生故障、工作不穩(wěn)定或者性能無(wú)法滿足要求。
這樣看來(lái)機(jī)械部件其實(shí)是最好處理的，一般我們也都是把重點(diǎn)放在機(jī)械零部件上，通過(guò)壽命試驗(yàn)來(lái)評(píng)估機(jī)械部件的磨損、疲勞、腐蝕、斷裂、變形等等。但是即使是機(jī)械部件，現(xiàn)在大家也只能基于實(shí)際使用條件做很長(zhǎng)時(shí)間的壽命試驗(yàn)來(lái)評(píng)估是否滿足要求，對(duì)于如何加速還是有很多疑問(wèn)，或者說(shuō)對(duì)于加速模型仍然是非常的無(wú)賴，例如鹽霧試驗(yàn)暫時(shí)就沒(méi)有成熟的加速模型供參考。
既然機(jī)械部件都已經(jīng)這么難了，那么我們平常所公認(rèn)的電子產(chǎn)品不就更沒(méi)招了嗎？那可是隨機(jī)失效或者恒定失效啊，換個(gè)角度來(lái)考慮壽命實(shí)在太長(zhǎng)，基本不用考慮了。對(duì)于PCBA的很多元器件確實(shí)如此，基于公開(kāi)文件的數(shù)據(jù)，壽命很長(zhǎng)，基本不用關(guān)心，但是并不是所有的元器件都是如此，其中電解電容和功率器件是個(gè)例外，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用來(lái)開(kāi)展相應(yīng)的評(píng)估。
好了，讓我們來(lái)好好討論下PCBA的壽命評(píng)估吧?；旧洗蠹夷軌蛳氲降臒o(wú)外乎焊點(diǎn)疲勞和電解電容這兩個(gè)方向。
焊點(diǎn)疲勞大家一般的做法就是參考Coffin-Manson模型來(lái)進(jìn)行加速試驗(yàn)，結(jié)合產(chǎn)品的實(shí)際用的溫度循環(huán)數(shù)量和溫度差來(lái)評(píng)估是否滿足產(chǎn)品的壽命要求。

但是焊點(diǎn)的疲勞不僅僅是溫度變化，很多時(shí)候還存在振動(dòng)和沖擊應(yīng)力，這在車輛上體現(xiàn)的更為明顯，例如汽車行業(yè)就是如此。所以我們對(duì)于焊點(diǎn)的疲勞不僅僅要考慮溫度變化帶來(lái)的機(jī)械應(yīng)力，同時(shí)也需要考慮振動(dòng)沖擊帶來(lái)的機(jī)械應(yīng)力，這樣的評(píng)估才算比較全面一些。但是不要高興的太高，由于產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中的應(yīng)力是動(dòng)態(tài)的，也就是說(shuō)存在一定的載荷譜，我們不能夠直接簡(jiǎn)化計(jì)算，因?yàn)檎f(shuō)不定就太過(guò)了，也有可能不夠，對(duì)于載荷譜的處理，電動(dòng)汽車的先驅(qū)Tesla的處理方法很好，大家可以去找一下相關(guān)論文做參考，只有這樣做了才算是比較靠譜的。
如果試驗(yàn)溫度高于100度，Coffin-Manson模型其實(shí)并不是最優(yōu)的哦，需要換其它模型呢，呵呵。
但是還是不要高興的太高，因?yàn)楹更c(diǎn)只看上面的其實(shí)還不夠，還需要考慮助焊劑對(duì)于可靠性的影響哦，嘿嘿。
而對(duì)于電解電容則是參考使用溫度和紋波電流，基于供應(yīng)商提供的壽命模型來(lái)計(jì)算其壽命是否滿足要求。
因?yàn)楣?yīng)商提供的都是L0的壽命，如果我們想要置信區(qū)間或者失效率其實(shí)是沒(méi)有啥辦法的。另外這里其實(shí)同樣存在載荷譜，不考慮也不行啊。
如果客戶問(wèn)這個(gè)模型的精確度如何，我們也無(wú)法回答，這時(shí)候就需要自己開(kāi)展試驗(yàn)來(lái)基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)擬合出電解電容的加速模型并計(jì)算模型參數(shù)哦。
如果PCBA上沒(méi)有任何的電解電容，有的只是高分子電容，陶瓷電容或者鉭電容等，這時(shí)候是不是就不存在壽命的問(wèn)題了。錯(cuò)，大錯(cuò)！想的美！需要考慮參數(shù)漂移所帶來(lái)的影響哦，這個(gè)不考慮也是不行的，當(dāng)然了會(huì)有多種不同的解決方案就是了。
如果大家已經(jīng)覺(jué)得掉坑里面去了，不用灰心，因?yàn)榇蟛糠侄嫉暨M(jìn)去了。如果沒(méi)有掉進(jìn)去，那么可以自己夸獎(jiǎng)下自己哦。
除了元器件，其實(shí)還需要關(guān)心PCB的壽命呢，另外就是IC的BGA焊點(diǎn)的壽命，以及功率器件溫度循環(huán)導(dǎo)致的wire bonding的疲勞壽命，如果不是密封的還需要關(guān)注鹽霧腐蝕和氣體腐蝕的壽命哦。好像有點(diǎn)多哦，想想就頭大啊。