美國空軍AVIP(Avionics Integrity Program)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，振動應力引起電子元器件失效達20%以上。除溫度外，振動應力已經(jīng)成為電子元器件失效的第二大原因，在電子元器件研發(fā)設(shè)計過程中進行振動應力試驗研究十分重要。一般情況下，振動造成電子元器件主要的失效形式可分為三點：
（1）疲勞斷裂。由于振動產(chǎn)生的交變應力，會使電子元器件或元器件內(nèi)部產(chǎn)生疲勞裂紋，這些裂紋在長期使用過程中不斷擴展，最終導致電子元器件失效，例如長時間的振動形成的累積損傷會導致元器件中焊點產(chǎn)生疲勞破壞，引發(fā)元器件失效；
（2）結(jié)構(gòu)損傷。在振動狀態(tài)下，當外部激勵頻率與機械結(jié)構(gòu)元件內(nèi)部的諧振頻率相近時，機械結(jié)構(gòu)原件會以更高的幅度振動，使元器件的機械結(jié)構(gòu)受到過度振動，從而導致結(jié)構(gòu)損傷、破壞。許多帶有一定機械結(jié)構(gòu)的元件，諸如繼電器，接觸器等，外部激勵頻率達到其內(nèi)部諧振頻率時，易導致其結(jié)構(gòu)破壞喪失正常功能；
（3）摩擦磨損。振動會加劇電子元器件之間的摩擦和磨損，導致接觸不良、磨損嚴重等問題，從而影響電子元器件的性能和壽命，如密封件松動、老化等，進而導致內(nèi)部元器件受潮、腐蝕等，從而導致元器件的密封失效。
在振動應力作用下，無論是哪種原因?qū)е码娮釉骷В加锌赡軐е抡麄€系統(tǒng)喪失正常功能乃至失效。目前，電子元器件可靠性設(shè)計中振動試驗的地位逐漸提高，已經(jīng)成為可靠性增長設(shè)計中極為重要的部分。
2. 隨機振動與掃頻振動的差異
在標準里面，振動試驗分為隨機振動和掃頻振動，隨機振動和掃頻振動在振動性質(zhì)、產(chǎn)生機制、測試目的、測試原理與測試方法等方面存在明顯差異。隨機振動是隨機的、無規(guī)律的振動，產(chǎn)生于多種因素的綜合作用，旨在模擬產(chǎn)品在實際使用環(huán)境中的振動條件，以評估產(chǎn)品在真實環(huán)境中的性能表現(xiàn)。掃頻振動則是具有特定頻率范圍的周期性振動，通過掃頻器等設(shè)備人為控制振動頻率的變化，旨在研究物體的振動特性，如響應頻率、振型等，以評估產(chǎn)品或材料的性能。
在GJB 360B和GJB 548C中，隨機振動是描述產(chǎn)品在運輸、裝卸、使用過程中可能遇到的一種振動類型。隨機振動主要是外力的隨機性引起的，例如，路面的凹凸不平使汽車產(chǎn)生隨機振動，大氣湍流使機翼產(chǎn)生隨機振動，海浪使船舶產(chǎn)生隨機振動以及火箭點火時由于燃料不均勻引起部件的隨機振動等等。它是一種隨機的、沒有特定頻率或波形，是由許多不同頻率和幅值的振動疊加而成的。這種振動模擬的是實際運輸過程中的振動情況，可以幫助我們評估產(chǎn)品在運輸過程中可能受到的振動影響。
而掃頻振動的測試目的主要是尋找產(chǎn)品的共振點或是考察產(chǎn)品在一定頻率內(nèi)的抗振性能。掃頻振動是一種特定的振動類型，是指一種用連續(xù)變化但不間斷的頻率及逆行振動的測試方法。通過在一個預定的頻率范圍內(nèi)，以一定的掃頻速率來回掃頻，來模擬產(chǎn)品在實際使用中可能遇到的各種振動條件。在掃頻振動測試中，常用的掃頻模式包括線性掃頻和對數(shù)掃頻。線性掃頻是指頻率以等差的方式進行變化，而對數(shù)掃頻則是指頻率以等比的方式進行變化。這種振動模擬的是產(chǎn)品在使用過程中可能遇到的一種特殊振動環(huán)境，比如電阻器、電容器、電感器、芯片內(nèi)晶體管的振動。通過掃頻振動試驗，我們可以評估產(chǎn)品在這種情況下的性能和可靠性。
總之，隨機振動和掃頻振動是兩種不同的振動類型，分別模擬了不同的實際環(huán)境條件。通過這兩種振動試驗，可以更全面地了解產(chǎn)品在實際使用中可能遇到的振動情況，從而更好地評估其性能和可靠性。
3. 振動試驗常用標準
1、GB 11287-89 繼電器、繼電保護裝置振動（正弦）試驗
2、GJB 128A-97 半導體分立器件試驗方法
3、GJB 150A-2009 軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法
4、GJB360B-2009 電子及電氣元件試驗方法
5、GJB548C-2021 微電子期間試驗方法和程序
6、MIL STD 810G-2008 Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests
京公網(wǎng)安備11010802046783號
