某机载雷达微波组件综合环境应力筛选方法研究

张 伟，陈立涛

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088）

某机载雷达微波组件综合环境应力筛选方法研究

张 伟，陈立涛

（中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥 230088）

以某机载雷达的综合环境应力筛选为研究对象，把GJB 1032传统的环境应力筛选方案和可靠性鉴定试验应力剖面结合，提出了综合环境应力筛选方法。通过研究综合环境应力筛选方法，形成一套有效的综合环境应力筛选方案，对组件进行综合环境应力筛选，进而进行故障统计分析，验证了该方法的有效性。

机 载雷达；综合环境应力；试验方法

1 需求分析

作为机载雷达相控阵天线的核心部件，某微波组件装机数量多、制造工艺复杂。该组件具有集成度高、热集中等重要特性，器件品种多，涉及到多家外购单位，加工工艺复杂且成熟度不够，可靠性还有很大提升空间。

为了剔除组件早期失效，提高产品使用可靠性，对组件开展了环境应力筛选。前期，对组件依据GJB 1032实施环境应力筛选，即使用单一环境应力（随机振动、温度循环和电应力）按顺序分步施加，筛选流程如图1所示。

但是，根据这种方法实施的环境应力筛选的效果并不明显，筛选剔除的故障并不多，而组件在装机调试和使用阶段依然暴露出大量的变频电路失效等故障。排除组件的设计可靠性原因外，在加强产品质量管控方面，就需要对原先的环境应力筛选的方法进行研究和优化。

图1 目前组件筛选流程图

我们分析，组件实际所处的工作环境是温度、振动、电几种应力同时作用的，并且有些应力是互相加强的。因此，为能够有效地筛选和考核组件，本文把GJB 1032传统的环境应力筛选方案和可靠性鉴定试验应力剖面结合，提出了综合环境应力筛选方法。综合环境应力筛选是指把产品暴露在模拟的任务环境中，模拟产品在使用过程中环境应力和电应力，对产品同时施加温度、振动和电应力综合应力筛选，以期更好地剔除产品元器件、工艺等原因引起的早期缺陷，提升产品使用可靠性的一种试验方法。

文中通过研究综合环境应力筛选方法，形成一套有效的综合环境应力筛选方案，依照综合环境应力筛选方案，试验结束后对组件故障进行统计分析，结果验证了综合环境应力筛选方法的有效性。

2 综合环境应力筛选

某机载雷达相控阵天线微波组件前期的筛选试验是依据GJB 1032分步按顺序施加环境应力，包括随机振动、温度循环和电应力，为能够有效的筛选和考核组件，本文把传统的环境应力筛选方案和可靠性鉴定试验应力结合，提出了综合环境应力筛选方法。

文中针对该机载雷达组件的筛选，制定了相应的综合环境应力筛选方案，该方案采用综合应力同时施加，包括温度应力、振动应力、电应力，其单个周期的综合应力条件剖面如图2所示。

图2 综合应力条件剖面图

图3 振动应力谱

高低温保持阶段，组件通电施加的是其工作温度，同时组件施加振动应力，振动应力谱是组件可靠性鉴定试验的谱型，如图3所示。

对试验样品施加综合环境应力筛选，包含缺陷剔除试验和无故障检验2个阶段，每个阶段进行8个循环,每个循环4 h，共进行64 h。试验中每个循环周期选择组件通电振动时间的中间点进行测试。温度循环时，温变速率为≥5 ℃/min。

3 结果分析

按照上述制定的综合环境应力筛选条件，依据试验要求，实施综合环境应力筛选，一部该机载雷达共240件微波组件的综合环境应力筛选最终试验情况统计如下表1所示,表2为综合应力故障统计与顺序施加单应力时故障统计的对比。

由表1和表2可以看出，相比于对组件按顺序施加单应力筛选的情况，实施综合环境应力筛选后，组件出现的失效类型更多，剔除的失效也正和使用过程的发生故障相似。在这其中，最典型的是变频电路失效，占总比例达25.42 %。针对变频电路失效，经开盖检查分析后发现，变频故障的主要原因在于内部多余物而导致的短路，为了改变这种状态，这就要求我们增加针对变频电路的多余物检测手段。

同时，在综合环境应力筛选后，结构故障现象明显增多，结构故障主要表现在助拔器损坏和盖板磨穿，初步判断结构故障的原因与试验振动强度和时间及夹具本身的特性有关，需要后续进一步研究分析。

由表2可以看出，相比之前的单一环境应力筛选，通过综合环境应力筛选可以更高效地除出组件的加工工艺以及器件自身的早期缺陷，进而提高了交付产品的使用可靠性，是一种新型有效的综合环境应力筛选手段。

表1 综合环境应力筛选故障统计表

表2 故障占比对比表

4 结束及展望

通过综合环境应力筛选，寻找组件薄弱环节并加以改进，不仅可以提高组件的固有可靠性；另外，通过综合环境应力筛选可以更高效地除出组件的加工工艺、元器件等早期缺陷，进而提高了交付产品的使用可靠性，是一种新型综合环境应力筛选手段，通过进一步优化，该方法的成果对整个军工行业都具有广泛的推广前景。

[1] GJB 1032-1990, 电子产品环境应力筛选方法[S] .

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[7]祝耀昌. 高加速应力筛选[J]. 航空标准化与质量, 2006(02).

Research on Combined Environmental Stress Screening Method of Airborne Radar Components

ZHANG Wei, CHEN Li-tao
(No.38 Research Institute of CETC, Hefei 230088)

In this paper, the combined environmental stress screening method of an airborne radar component is taken as the research object, and the combined environmental stress screening method is put forward by combining GJB 1032 traditional environmental stress screening method and reliability test stress section. Through the study of the combined environmental stress screening method, an effective combined environmental stress screening method is formed, the combined environmental stress screening method is carried out, and then the statistical failure analysis is carried out to verify the effectiveness of the method.

airborne radar; combined environmental stress; method research

TB756

A

1004-7204（2017）02-0063-03

张伟（1971-），男，中国电子科技集团公司第三十八研究所高级工程师，研究方向是电子产品环境与可靠性试验技术。