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手机可靠性测试图文详解

2020-06-03
9669 作者: NTEK北测检测集团
手机在设计、生产和推向市场期间会经过哪些可靠性测试呢?手机可靠性是通过各类试验进行验证分析的,在设计定型前,对手机进行鉴定试验,验证手机是否达到规定的可靠性指标。对批量生产的手机在交付使用时,要通过验收试验来对手机的可靠性进行验收。在手机的使用阶段,为了了解手机使用的可靠性水平,要进行手机试用试验等。可见,可靠性试验贯穿于手机的全寿命之中,可靠性试验是评价手机可靠性的一个重要手段。

手机可靠性测试


影响产品可靠性的极其重要的因素是环境。环境因素多种多样:温度、湿度、压力、辐射、降雨、风、雷、电、盐雾、砂尘、振动、冲击、噪声、电磁辐射等,都不可避免地对电子产品产生不良影响。

可靠性测试包括六个部分:加速寿命测试,气候适应测试,结构耐久测试,表面装饰测试,特殊条件测试,及其他条件测试。
1.1. 加速寿命测试ALT (Accelerated Life Test)

样机标准数量:
PR1:8台 PR2:10台 PR3:10台 PIR:10台
试验周期: 10-12天
测试目的: 通过连续的施加各种测试条件,加速产品的失效,提前暴露潜在问题。
试验流程: 见下图,其中Thermal Shock 和1st Drop测试的时间间隔应不超过4小时;Temp/Humidity和2nd Drop测试的时间间隔应不超过4小时。每项测试完成都应进行表面,外观,结构和功能检查。
测试标准:参数指标正常,功能正常。

1.1.1 室温下参数测试 (Parametric Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的: 测试预检查
测试方法:使用8960/8922测试仪,参照附件1(下同)项目列表,对所有样品进行参数指标预测试并保存测试结果。

测试标准:参数指标正常,功能正常。


恒温恒湿测试


1.1.2 温度冲击测试(Thermal Shock)
测试环境:低温箱:-30° C ;高温箱:+10° C
测试目的:通过高低温冲击进行样品应力筛选
试验方法:使用高低温冲击箱,手机带电池,设置成关机状态先放置于高温箱内持续45分钟后,在15秒内迅速移入低温箱并持续45分钟后,再15秒内迅速回到高温箱。此为一个循环,共循环21次。实验结束后将样机从温度冲击箱(高温箱)中取出,恢复2小时后进行外观、机械和电性能检查。对于翻盖手机,应将一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机表面喷涂无异变,结构无异常,功能正常,可正常拨打电话。


温度冲击测试


1.1.3 跌落试验(Drop Test)
测试条件:1.5m高度,20mm厚大理石地板。(对于PDA手机,根据所属公司质量部门的建议可调整为跌落高度为1.3m)
测试目的: 跌落冲击试验
试验方法:将手机处于开机状态进行跌落。对于直握手机,进行6个面的自由跌落实验,每个面的跌落次数为1次,每个面跌落之后进行外观、结构和功能检查。对于翻盖手机,进行8个面的自由跌落实验;其中一半样品合上翻盖按直握手机的方法进行跌落,另一半样品在跌正面和背面时须打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。跌落结束后对外观、结构和功能进行检查。
试验标准:手机外观,结构和功能符合要求。


跌落试验


1.1.4 振动试验(Vibration Test)
测试条件:振幅:0.38mm/振频:10~30Hz;振幅:0.19mm/振频:30~55Hz;
测试目的: 测试样机抗振性能
试验方法:将手机开机放入振动箱内固定夹紧。启动振动台按X、Y、Z三个轴向分别振动1个小时,每个轴振完之后取出进行外观、结构和功能检查。三个轴向振动试验结束后,对样机进行参数测试。
试验标准:振动后手机内存和设置没有丢失现象,手机外观,结构和功能符合要求,参数测试正常,晃动无异响。

振动试验


1.1.5 湿热试验(Humidity Test)
测试环境:60° C,95%RH
测试目的: 测试样机耐高温高湿性能
试验方法:将手机处于关机状态,放入温湿度实验箱内的架子上,持续60个小时之后取出,常温恢复2小时,然后进行外观、结构和功能检查。对于翻盖手机,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机外观,结构和功能符合要求。

湿热试验


1.1.6 静电测试(ESD)
测试条件:+/-4kV~+/-8kV。
测试目的: 测试样机抗静电干扰性能
试验方法:
将样机设置为开机状态,检查样机内存和功能。(内存10条短信息和10个电话号码;使用功能正常)。将样机放于静电测试台的绝缘垫上,并且用充电器加电使手机处于充电状态(样机与绝缘垫边缘距离至少2英寸;两个样机之间的距离也是至少2英寸)。
打开静电模拟器,调节放电方式,分别选择+/-4kV(接触放电),~+/-8kV(空气放电),对手机指定部位连续放电10次,并对地放电。每做完一个部位的测试,检查手机功能、信号和灵敏度,并观察手机在测试过程中有无死机,通信链路中断,LCD显示异常,自动关机及其他异常现象。
样机需在与8922测试仪建立起呼叫连接的状态下进行各个放电方式、级别和极性的测试。
试验标准:在+/-4Kv 和 +/-8Kv时出现任何问题都要被计为故障。
备注:静电释放位置的确定要依据产品的具体情况进行定义。


1.1.1室温下参数测试 (Parametric Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的: 测试结束后参数对比
测试方法:使用8960/8922测试仪,对所有样品进行参数指标测试。
测试标准:所有附件1中参数指标正常,功能正常。

1.2.气候适应性测试 (Climatic Stress Test)
样品标准数量:一般气候性测试 4 台; 恶劣气候性测试 2 台。共8台。
测试周期:1 天。
测试目的: 模拟实际工作环境对产品进行性能测试
测试流程:见下图。
一般气候性测试 恶劣气候性测试
A: 一般气候性测试:

1.2.1.高温/低温参数测试(Parametric Test)
测试环境:-10° C /+55° C
测试目的:高温/低温应用性性能测试
试验方法:将手机电池充满电,手机处于开机状态,放入温度实验箱内的架子上,调节温度控制器到-10° C /+55° C。持续2个小时之后在此环境下进行电性能参数和功能检查。对于翻盖手机,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机电性能参数指标满足要求,功能正常,外壳无变形。
测试环境:+45° C,95%RH
测试目的:高温高湿应用性性能测试
试验方法:将手机电池充满电,手机处于开机状态,放入温度实验箱内的架子上。持续48个小时之后,然后在此环境下进行电性能检查,检查项目见附表1。对于翻盖手机,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机电性能指标满足要求,功能正常,外壳无变形。

1.2.3.高温/低温功能测试(Functional Test)
测试环境:-40° C /+10° C
测试目的:高温/低温应用性功能测试
试验方法:将手机处于关机状态,放入温度实验箱内的架子上。持续24个小时之后,取出,并放置2小时,恢复至常温,然后进行结构,功能和电性能检查。对于翻盖手机,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机电性能指标满足要求,功能正常,外壳无变形。
B:恶劣气候性测试


高低温测试


1.2.4.灰尘测试(Dust Test)
测试环境:室温
测试目的:测试样机结构密闭性
试验方法:将手机关机放入灰尘实验箱内。灰尘大小300目,持续3个小时之后,将手机从实验箱中取出,用棉布和离子风枪清洁后进行检查。对于翻盖手机,应将一半样品合上翻盖,一半样品打开翻盖;对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
试验标准:手机各项功能正常,所有活动元器件运转自如,显示区域没有明显灰尘。


防尘测试


1.2.5.盐雾测试(Salt fog Test)
测试环境:35° C
测试目的:测试样机抗盐雾腐蚀能力
试验方法:
溶液含量:5%的氯化钠溶液。
将手机关机放在盐雾试验箱内,合上翻盖,样机用绳子悬挂起来,以免溶液喷洒不均或有的表面喷不到。
样机需要立即被放入测试箱。实验周期是48个小时。实验过程中样机不得被中途取出,如果急需取出测试,要严格记录测试时间,该实验需向后延迟相同时间。
取出样机后,用棉布和离子风枪清洁,放置48小时进行常温干燥后,对其进行外观、机械和电性能检查。
试验标准:手机各项功能正常,外壳表面及装饰件无明显腐蚀等异常现象。

盐雾测试


1.3.结构耐久测试 (Mechanical Endurance Test)
样品标准数量:11 台。
测试周期:1 天。
测试流程:
测试标准:


1.3.1.按键测试(Keypad Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:按键寿命测试
测试数量:2台手机。
测试方法:将手机设置成关机状态固定在测试夹具上,导航键及其他任意键进行10万次按压按键测试。进行到3万次、5万次、8万次、10万次时各检查手机按键弹性及功能一次。实验中被测试的键的选择根据不同机型进行确定并参考工程师的建议,应尽量不重复,尽可能多。
试验标准:手机按键弹性及功能正常。


1.3.2.侧键测试(Side Key Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:侧键寿命测试
测试数量:1台手机
测试方法:将手机设置成关机状态固定在测试夹具上,对侧键进行10万次按压按键测试。进行到3万次、5万次、8万次、10万次时各检查手机按键弹性及功能一次。
试验标准:手机按键弹性及功能正常。


1.3.3.翻盖测试(Flip Life Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:翻盖寿命测试
测试数量:4台手机。
测试方法:将手机设置成开机状态,固定在测试夹具上,进行5万次开合翻盖测试。进行到3万次、4万次、4. 5万次 、5万次时进行手机翻盖弹性及功能一次。
试验标准:5万次后,手机外观,结构,及功能正常。


1.3.4.滑盖测试(Slide Life Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:滑盖寿命测试
测试数量:4台手机。
测试方法:将手机设置成开机状态,固定在测试夹具上,进行5万次滑盖测试。进行到3万次、4万次、4. 5万次 、5万次时进行手机滑盖手感及功能一次。
试验标准:5万次后,手机外观,结构,及功能正常,滑盖不能有松动(建议:垂直手机时不能有自动下滑的现象)


1.3.5. 重复跌落测试(Micro-Drop Test)
测试环境:室温(20~25° C);1cm高度 ,20mmPVC板
测试目的:样机跌落疲劳测试
测试数量:2台。
测试方法:手机处于开机状态,做手机正面及背面的重复跌落实验,每个面的跌落次数为20,000次。进行到1万次、1.5万次、1.8万次、2万次时各检查对手机进行外观、机械和电性能的中间检查。
测试标准:手机各项功能正常,外壳无变形、破裂、掉漆,显示屏无破碎,晃动无异响。

跌落试验


1.3.6. 充电器插拔测试(Charger Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:充电器插拔]寿命测试
测试数量:2台手机。
试验方法:将充电器接上电源,连接手机充电接口,等待手机至充电界面显示正常后,拔除充电插头。在开机不插卡状态下插拔充电3000次。进行到2000次、2500次和3000次时进行中间/结束检查一次。
检验标准:I/O接口无损坏,焊盘无脱落,充电功能正常。无异常手感。


1.3.7.笔插拔测试(Stylus Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:手机手写笔插拔寿命测试
测试数量:2台手机。
试验方法:将手机处于开机状态,笔插在手机笔插孔内,然后拔出,反复20,000次。进行到1万次、1万5千次、1万8千次、2万次时检查手机笔插入拔出结构功能、外壳及笔是否正常。
检验标准:手机笔输入功能正常,插入拔出结构功能、外壳及笔均正常。


1.3.8点击试验 (Point Activation Life Test)
试验条件:触摸屏测试仪(接触垫尖端半径为3.15mm;硬度为40deg的硅树脂橡胶)
测试目的:触摸屏点击寿命测试


点击试验


样品数量:1台
试验方法:将手机设置为开机状态,点击LCD的中心位置250,000次,点击力度为250g;点击速度:2次/秒;
检验标准:不应出现电性能不良现象;表面不应有损伤


1.3.9划线试验 (Lineation Life Test)
试验条件:触摸屏测试仪,直径为0.8mm的塑料手写笔或随机附带的手写笔
测试目的:触摸屏划线疲劳测试
样品数量:1台
试验方法:将手机设置为关机状态,在同一位置划线至少100,000次,力度为250g;
滑行速度:60mm/秒
检验标准:不应出现电性能不良现象;表面不应有损伤


1.3.10.电池/电池盖拆装测试(Battery/Battery Cover Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:电池/电池盖拆装寿命测试
测试数量:2台。
试验方法:将电池/电池盖反复拆装2000次。进行到1500次、1800次和2000次时检查手机及电池/电池盖各项功能、及外观是否正常。
检验标准:手机及电池卡扣功能正常无变形,电池触片、电池连接器应无下陷、变形及磨损的现象,外观无异常。


1.3.11. SIM Card 拆装测试(SIM Card Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:SIM卡拆装寿命测试
测试数量:2台手机。
试验方法:插上SIM卡,然后取下SIM卡,再重新装上,反复1000次,每插拔100次检查开机是否正常,读卡信息正常。
检验标准:SIM卡触片、SIM卡推扭开关正常,手机读卡功能使用正常。


1.3.12. 耳机插拔测试(Headset Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:耳机插拔寿命测试
测试数量:2台手机。
试验方法:将手机处于开机状态,耳机插在耳机插孔内,然后拔出,反复3000次。进行到2000、2500次和3000次时各检查一次。
检验标准:实验后检查耳机插座无焊接故障,耳机插头无损伤,使用耳机通话接收与送话无杂音(通话过程中转动耳机插头),耳机插入手机耳机插孔时不会松动(可以承受得住手机本身的重量)。


1.3.13.导线连接强度试验(Cable Pulling Endurance Test--Draft)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:导线连接强度测试
实验方法:选取靠近耳塞的一段导线,将其两端固定在实验机上,用10N±1N的力度持续拉伸6秒,循环100次。(其它造型的导线可采纳工程师的建议来确定循环次数)
检验标准:导线功能正常。被覆外皮不破裂,变形。


1.3.14.导线折弯强度试验(Cable Bending Endurance Test--Draft)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:导线折弯疲劳测试
实验方法:分别选取靠近耳塞和靠近插头的一段导线,将导线的两端固定在实验机上,做0mm~25mm做折弯实验3000次。(其它造型的导线可采纳工程师的建议来确定循环次数)
检验标准:导线功能正常被覆外皮不破裂,变形。


1.3.15.导线摆动疲劳试验(Cable Swing Endurance Test--Draft)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:导线摆动疲劳测试
实验方法:分别将耳机和插头固定在实验机上,用1N的力, 以180°的角度反复摆动耳机末端3000次。(其它造型的导线可采纳工程师的建议来确定循环次数)
检验标准:导线功能正常被覆外皮不破裂。


1.4 表面装饰测试 (Decorative Surface Test)
测试周期:4 天。
样品标准数量:每种颜色6 套外壳。
测试流程:


1.4.1.磨擦测试(Abrasion Test - RCA)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:印刷/喷涂抗摩擦测试
试验方法:将最终喷样品涂固定在RCA试验机上,用115g力队同一点进行摩擦试验。每隔50次检查样品的表面喷涂。对于表面摩擦300cycles,侧棱摩擦150 Cycles。特殊形状的手机摩擦点的确定由测试工程师和设计工程师共同确定。
检验标准:耐磨点涂层不能脱落,不可露出底材质地(对于喷涂、电镀、IMD);图案或字体不能缺损、不清晰(对于丝印、按键)。

摩擦测试


1.4.2.附着力测试(Coating Adhesion Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:喷涂附着力测试
试验方法:选最终喷涂的手机外壳表面,使用百格刀刻出100个1平方毫米的方格,划格的深度以露出底材为止,再用3M610号胶带纸用力粘贴在方格面,1分钟后迅速以90度的角度撕脱3次,检查方格面油漆是否有脱落。
检验标准:方格面油漆脱落应小于3%,并且没有满格脱落。


1.4.3.汗液测试(Perspiration Test)
测试环境:60 oC,95%RH
测试目的:表面抗汗液腐蚀能力
试验方法:把滤纸放于酸性(PH=2.6)溶液充分浸透,用胶带将浸有酸性溶液的滤纸粘在样品喷漆表面,确保试纸与样品喷漆表面充分接触,然后放在测试环境中,在24小时检查一次,48小时后,将样品从测试环境中取出,并且放置2小时后,检查样品表面喷漆。
检验标准:喷漆表面无变色、起皮、脱落、褪色等异常。


1.4.4.硬度测试(Hardness Test)
测试环境:室温(20~25° C);
测试目的:表面喷涂硬度测试
试验方法:用2H铅笔,在45度角下,以1Kg的力度在样品表面从不同的方向划出3~5cm长的线条3~5条。
检验标准:用橡皮擦去铅笔痕迹后,在油漆表面应不留下划痕。


1.4.5. 镜面摩擦测试(Lens Scratch Test)
测试环境: 室温(20~25° C);
测试目的:镜面抗划伤测试
试验方法:用Scratch Tester将实验样品固定在实验机上,用载重(load)为500g的力在样品表面往复划伤50次。
检验标准:镜面表面划伤宽度应不大于100μm(依靠目视分辨、参照缺陷限度样板)


1.4.6 紫外线照射测试(UV illuminant Test)
测试环境:50° C
测试目的:喷涂抗紫外线照射测试
试验方法:在温度为50° C,紫外线为340W/mm2的光线下直射油漆表面48小时。试验结束后将手机外壳取出,在常温下冷却2小时后检查喷漆表面。
检验标准:油漆表面应无褪色,变色,纹路,开裂,剥落等现象。


1.5.1. 低温跌落试验(Low temperature Drop Test)
测试环境:-10° C
样机数量: 3台
测试目的:样机低温跌落测试
试验方法:将手机进行电性能参数测试后处于开机状态放置在-10° C的低温试验箱内1小时后取出,进行1.2米的6个面跌落,2个循环,要求3分钟内完成跌落,方法同常温跌落。
检验标准:手机外观,结构,功能和电性能参数符合要求。


1.5.2. 扭曲测试(Twist Test)
测试环境:室温(20~25° C);
样机数量: 2台
测试目的:抗扭曲测试
试验方法:将手机处于开机状态,固定在扭曲试验机上,用2N m力矩反复扭曲手机1000次。对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
检验标准:手机没有变形,外观无异常,各项功能正常。

扭曲测试


1.5.3. 坐压测试(Squeeze Test)
测试环境:室温(20~25° C);
样机数量: 2台
测试目的:抗坐压测试
试验方法:将手机处于开机状态,放置在坐压试验机上,用45Kg力反复挤压手机1000次。 对于滑盖手机,应将一半样品滑开到上限位置。
检验标准:手机没有变形,外观无异常,各项功能正常。


1.5.4. 钢球跌落测试(Ball Drop Test)
测试环境:室温(20~25° C);100g钢球。
样机数量: 2台
测试目的:镜盖强度测试
试验方法:镜盖表面:用100g钢球,从20cm高处,以初速度为0的状态,垂直打击镜盖表面。
检验标准:手机镜盖无变形,无裂缝,无破损(允许有白点), LCD功能正常。


1.6 其他条件测试
样品标准数量:5 台。
测试周期:1 天。
测试流程:
测试标准:


1.6.1螺钉的测试(Screw Test)
测试环境:室温(20~25° C);
样机数量: 3台
测试目的:螺钉拆装疲劳测试
试验方法:将手机平放在试验台上用允许的最大扭矩(由设计工程师和生产工程师提供), 对同一螺钉在同一位置反复旋动螺钉10次.
检验标准:试验中和完成后,螺纹没有变形,损坏,滑丝,用肉眼观察没有裂纹; INSERT不能有明显的松动,划丝; 螺钉口(包括机械和自攻螺钉)不能有明显的松动,划丝


1.6.2挂绳孔强度的测试(Hand Strap Test)
测试环境:室温(20~25° C);
样机数量: 2台
测试目的:挂绳孔结构强度测试
试验方法:将挂绳穿过挂绳孔并以2圈/秒的速率在垂直的平面内转动100圈,
然后用拉力计以持续不断的力拉手机的挂绳.
检验标准:手机的挂绳能容易的穿过挂绳孔(不借助于特殊的工具); 转动手机时,挂绳 孔不能被损坏; 挂绳孔的破坏力不能小于12kgf (111N)
可靠性是指产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品在设计、应用过程中,不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响,而仍需要能够正常工作,这就需要以试验设备对其进行验证,这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检三个部分。
1.其中气候环境包含:高温、低温、高低温交变、高温高湿、低温低湿、快速温度变化、温度冲击、高压蒸煮(HAST)、温升测试、盐雾腐蚀(中性盐雾、铜加速乙酸、交变盐雾)、人工汗液、气体腐蚀(SO2/H2S/HO2/CL2)、耐焊接热,沾锡性,防尘等级测试(IP1X-6X),防水等级测试(IPX1-X8)、阻燃测试,UV老化(荧光紫外灯)、太阳辐射(氙灯老化、卤素灯)、等等;
2.其中机械环境包含:振动(随机振动,正弦振动)、机械冲击、机械碰撞、跌落、斜面冲击,温湿度 振动三综合、高加速寿命测试(HALT)、高加速应力筛选(HASS、HASA)、插拔力,保持力,插拔寿命,按键寿命测试、摇摆试验、耐磨测试、附着力测试、百格测试等。

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