環(huán)境可靠性試驗設備在手機中的應用
1 引言
隨著社會的不斷進步和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對通信的需求日益迫切，對通信的要求也越來越高。移動通信以它*的方便、時效性的優(yōu)點，在信息社會中得到越來越廣泛的應用，移動通信技術(shù)已成為目前發(fā)展Z迅速、應用Z廣泛、Z引人矚目的通信技術(shù)。近幾年來，中國的移動通信事業(yè)發(fā)展速度很快，目前網(wǎng)絡規(guī)模和用戶數(shù)量已居世界*。2004年底，我國的用戶已達到3.34億戶，較2003年底新增6500萬戶。隨著手機用戶數(shù)量的增加，手機質(zhì)量也逐漸成為人們關(guān)心的話題。根據(jù)前幾年的用戶投訴情況來看，投訴Z多的還是手機的可靠性問題。影響手機可靠性的因素很多，這些問題可以在日常的使用中發(fā)現(xiàn)，也可以通過對手機進行可靠性試驗來發(fā)現(xiàn)。
 
2 手機環(huán)境可靠性試驗的目的
產(chǎn)品可靠性是設計和制造出來的，但必須通過試驗予以驗證。在手機的研制階段，為了保證手機具有一定的可靠性水平或提高手機的可靠性，要通過可靠性增長試驗暴露手機的缺陷，進而進行分析，并采取有效糾正措施，使手機的可靠性得到增長。在設計定型前，對手機進行鑒定試驗，驗證手機是否達到規(guī)定的可靠性指標。對批量生產(chǎn)的手機在交付使用時，要通過驗收試驗來對手機的可靠性進行驗收。在手機的使用階段，為了了解手機使用的可靠性水平，要進行手機試用試驗等。可見，可靠性試驗貫穿于手機的全壽命之中，可靠性試驗是評價手機可靠性的一個重要手段。
 
影響產(chǎn)品可靠性的極其重要的因素是環(huán)境。環(huán)境因素多種多樣：溫度、濕度、壓力、輻射、降雨、風、雷、電、鹽霧、砂塵、振動、沖擊、噪聲、電磁輻射等，都不可避免地對電子產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響。有資料顯示，電子產(chǎn)品故障的52%失效是由環(huán)境效應引起：其中由溫度引起的占40%，由振動引起的占27%，由濕度引起的占19%，其余14%是砂塵、鹽霧等因素引發(fā)的故障。環(huán)境試驗作為可靠性試驗的一種類型已經(jīng)發(fā)展成為一種預測產(chǎn)品使用環(huán)境是如何影響產(chǎn)品的性能和功能的方法。在手機投入市場之前，環(huán)境試驗被用來評估環(huán)境影響手機的程度，當手機的功能受到了影響，環(huán)境試驗被用來查明原因，并采取措施保護手機免受環(huán)境影響以保護手機的可靠性，環(huán)境試驗也被用來分析手機在實際使用過程中出現(xiàn)的缺陷以及新產(chǎn)品的改進。總之，環(huán)境適應性試驗對于保證手機的可靠性是非常有效的。
 
3 手機環(huán)境可靠性試驗的內(nèi)容
任何一款手機新品的上市，都需要經(jīng)過授權(quán)檢驗單位的嚴格測試。這些測試內(nèi)容中非常重要的一項就是手機的環(huán)境適應性試驗及部分部件的壽命試驗。在目前的標準文件中，對環(huán)境試驗所規(guī)定的環(huán)境條件通常比手機使用所處的環(huán)境要嚴酷的多，并且更有代表性。由于我國幅員遼闊，地域廣大，南北溫差大，因而每一種手機都要經(jīng)過-10℃和+55℃各4h的工作溫度試驗；還要進行溫度+40℃、相對濕度92%Rh、連續(xù)48h左右的恒溫恒濕試驗，試驗后射頻指標和功能均需符合標準要求。這三項試驗模擬手機在存儲或使用過程中可能遇到的氣候環(huán)境條件，考察手機在這些環(huán)境條件中外殼材料是否發(fā)生硬化或脆化導致出現(xiàn)裂紋，電子器件（電阻、電容等）性能是否改變，溫度梯度不同和不同材料的溫度變化系數(shù)是否導致電子線路的穩(wěn)定性發(fā)生變化，是否會發(fā)生潮氣與電路板相互作用產(chǎn)生腐蝕層等，用于評價手機在低溫、高溫、濕熱情況下整體性能是否會下降。另外，手機還需要在隨機振動條件下進行性能測試，在跌落高度為1.0m、每個面向下跌落2次、6面共計12次跌落在剛性表面上的跌落試驗后進行功能檢查。手機是隨身攜帶的產(chǎn)品，而人又經(jīng)常不斷地移動，因此在振動條件下進行在線性能測試是為了考察手機在移動的環(huán)境中能否正常工作，而跌落試驗是為了檢驗手機對于用戶的意外使用不當是否有一定的保護性。除此之外，直板手機需對按鍵進行壽命試驗，折疊或滑蓋手機除需做按鍵壽命試驗外，還需進行翻蓋或滑蓋壽命試驗，要求按鍵壽命10萬次，翻蓋或滑蓋5萬次（這相當于一部手機每天接打50次，連續(xù)使用約3年），此后測試手機的功能是否正常。上述試驗需持續(xù)較長時間，只有通過這些試驗全部合格的樣品才能獲得通過。
4 手機在環(huán)境可靠性試驗中容易出現(xiàn)的故障
 
在我們?nèi)粘５脑囼灩ぷ髦邪l(fā)現(xiàn)，手機在環(huán)境可靠性試驗中也存在較多問題，如高溫、低溫、濕熱試驗中會出現(xiàn)射頻指標不合格而導致手機工作不正常；振動試驗中手機的頻率和相位誤差超標引起手機在移動體上工作不可靠；跌落試驗中手機天線脫落、屏幕無顯示、屏幕出現(xiàn)放射狀裂紋、通話為單項通話；翻蓋（滑蓋）壽命試驗中轉(zhuǎn)軸故障、軸肩損壞、殼體裂紋、上蓋*斷裂、屏幕無顯示、送受話工作不正常等。出現(xiàn)上述現(xiàn)象可能是很多原因造成的，電路結(jié)構(gòu)及參數(shù)配置不合理、電子元器件的選用不當可能會造成高溫、低溫、濕熱、振動試驗中的性能指標不合格；元器件的虛接、屏幕部分的保護不足、連接器的接口過松會導致跌落過程中手機出現(xiàn)故障；模具設計不合理、受力點處結(jié)構(gòu)單薄、裝配時轉(zhuǎn)軸的角度和力度不合適、轉(zhuǎn)軸的可靠性不夠、FPC的耐折性不強、手機材質(zhì)較差都可導致翻蓋壽命試驗不合格。
5 目前在手機環(huán)境可靠性測試方面存在的問題
 
目前，隨著手機制造商的增多，市場競爭的加劇，幾乎所有的制造商都在強調(diào)只有擴大規(guī)模才有生存、發(fā)展的希望，出于這一需要，為激發(fā)消費者的需求，手機制造商推出新款機型的速度不斷加快，研發(fā)周期不斷被縮短，原來通常需經(jīng)過設計、研發(fā)、試驗、試生產(chǎn)、試用、市場反饋、小范圍推廣等幾個階段才會推向市場的一款手機，由于縮短了產(chǎn)品從研發(fā)到投放市場的時間，其中某些重要的試驗環(huán)節(jié)就被簡化了，因而產(chǎn)品在可靠性方面存在的問題就難以被發(fā)現(xiàn)；另一方面，一些實力比較弱的手機生產(chǎn)企業(yè)還沒有建立起完備的測試、試驗體系，也就缺乏必要的測試手段來保證產(chǎn)品質(zhì)量。從短期效應看，企業(yè)盲目取消或減少必要的測試，可以縮短研發(fā)周期，加快新品推出速度，節(jié)約資金，減少產(chǎn)品成本，從而提高*。但從企業(yè)的長遠發(fā)展來看，售后成本增加，品牌形象受到影響，企業(yè)得不償失。國有品牌手機的*這兩年下滑迅速，其中就有這方面的原因。因而，企業(yè)很有必要加強手機的可靠性測試，通過測試來改進和提高手機的質(zhì)量。