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第六章可靠性試驗(yàn)及評(píng)定第六章可靠性試驗(yàn)及評(píng)定概述產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后,其可靠性是否達(dá)到定量要求,必須通過可靠性試驗(yàn)予以驗(yàn)證,同時(shí),在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中可能存在這樣或那樣的可靠性缺陷,通過可靠性試驗(yàn),可以暴露設(shè)計(jì)、工藝、材料等方面存在的可靠性缺陷,從而采取措施加以改進(jìn),使可靠性逐步增長,最終達(dá)到預(yù)定的可靠性水平。概述產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后,其可靠性是否達(dá)到定量要求,必須通過可靠可靠性試驗(yàn)?zāi)康目煽啃栽囼?yàn)?zāi)康目煽啃栽囼?yàn)可靠性試驗(yàn)的分類,一般有以下幾種:按試驗(yàn)項(xiàng)目分,篩選試驗(yàn);環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn);壽命試驗(yàn)??煽啃栽囼?yàn)可靠性試驗(yàn)的分類,一般有以下幾種:可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)對(duì)象分元、器件及原材料可靠性試驗(yàn);組件或部件可靠性試驗(yàn);產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)。按試驗(yàn)性質(zhì)分破壞性試驗(yàn);非破壞性試驗(yàn)??煽啃栽囼?yàn)按試驗(yàn)對(duì)象分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)地點(diǎn)分現(xiàn)場可靠性試驗(yàn);實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)。按試驗(yàn)的應(yīng)力和強(qiáng)度分恒定應(yīng)力試驗(yàn);步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn);序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn);加速應(yīng)力試驗(yàn)。可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)地點(diǎn)分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性研制試驗(yàn)通過對(duì)產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力、工作載荷,尋找產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)缺陷,以改進(jìn)設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的固有可靠性??煽啃栽鲩L試驗(yàn)通過對(duì)產(chǎn)品施加模擬實(shí)際使用環(huán)境的綜合環(huán)境應(yīng)力,暴露產(chǎn)品中的潛在缺陷并采取糾正措施,使產(chǎn)品的可靠性達(dá)到規(guī)定的要求??煽啃栽囼?yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性鑒定試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用環(huán)境,對(duì)產(chǎn)品施加工作應(yīng)力,驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性要求??煽啃则?yàn)收試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用環(huán)境,對(duì)產(chǎn)品施加工作應(yīng)力,驗(yàn)證批生產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性是否保持在規(guī)定的水平,即產(chǎn)品經(jīng)過生產(chǎn)期間的工藝、工裝、工作流程變化后的可靠性??煽啃栽囼?yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性試驗(yàn)分類可靠性試驗(yàn)分類浴盆曲線與可靠性試驗(yàn)浴盆曲線與可靠性試驗(yàn)浴盆曲線浴盆曲線可靠性試驗(yàn)的要素可靠性試驗(yàn)的要素故障判據(jù)故障判據(jù)試驗(yàn)剖面任務(wù)剖面:對(duì)產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)的這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的全部重要時(shí)間和狀態(tài)的一種時(shí)序描述。試驗(yàn)剖面:供試驗(yàn)用的環(huán)境參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系圖試驗(yàn)剖面任務(wù)剖面:對(duì)產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)的這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的試驗(yàn)應(yīng)力環(huán)境越惡劣可靠性越差溫度應(yīng)力會(huì)提高產(chǎn)品的故障率振動(dòng)應(yīng)力會(huì)加速產(chǎn)品的疲勞濕度和化學(xué)應(yīng)力會(huì)縮短產(chǎn)品的壽命環(huán)境應(yīng)力和可靠性一般是指數(shù)關(guān)系溫度-Arrhenius振動(dòng)-Coffin-Manson濕度和其他-Eyring在常規(guī)應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)可以真實(shí)地模擬現(xiàn)場使用情況-常規(guī)試驗(yàn)有意施加惡劣的環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行試驗(yàn)可以高效地暴露產(chǎn)品缺陷-加速試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)力環(huán)境越惡劣可靠性越差常規(guī)可靠性試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)——ESS可靠性增長試驗(yàn)——RGT可靠性鑒定試驗(yàn)——RQT常規(guī)可靠性試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)——ESS環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS)(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果1)篩選剔除率Q不能簡單地以剔除率高低來評(píng)價(jià)篩選方法優(yōu)劣,剔除率太高,有可能是產(chǎn)品存在著嚴(yán)重缺陷,但也可能是篩選應(yīng)力過高;剔除率很低,有可能是產(chǎn)品缺陷少,但也可能是篩選應(yīng)力太小或試驗(yàn)時(shí)間不足所致。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果不能簡單地以剔除率高低來(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果2)篩選效果β一般通過設(shè)計(jì)良好的工藝篩選程序的產(chǎn)品和未經(jīng)篩選的產(chǎn)品相比,其失效率大致可有半個(gè)至一個(gè)數(shù)量級(jí)的改善,個(gè)別可達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果一般通過設(shè)計(jì)良好的工藝篩(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果在評(píng)價(jià)篩選方法時(shí),要把剔除率和篩選效果結(jié)合起來。例如取同樣Q值,則β大的篩選方法為優(yōu);而得到同樣的β值,Q值小的篩選方法好。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法1)測試篩選①初始參數(shù)篩選(分布截尾篩選)目的是為了獲得參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)的產(chǎn)品,剔除那些超出容差極限值的產(chǎn)品。首先要確定被篩選對(duì)象的哪些參數(shù)直接影響系統(tǒng)的可靠性,以及為保證系統(tǒng)可靠性應(yīng)規(guī)定的容差極限值,由此定下參數(shù)的篩選項(xiàng)目和合格標(biāo)準(zhǔn)。篩選對(duì)象應(yīng)為設(shè)計(jì)、工藝相當(dāng)穩(wěn)定條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品,因此,其各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)服從正態(tài)分布。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法1)測試篩選②線性判別篩選先對(duì)批產(chǎn)品作摸底試驗(yàn),通過計(jì)算建立線性判別數(shù)據(jù),然后根據(jù)每個(gè)被判產(chǎn)品的原始數(shù)據(jù)和試驗(yàn)一段時(shí)間后的測試數(shù)據(jù),來判斷是否應(yīng)淘汰。該方法的基礎(chǔ)是建立線性判別式,式中含有對(duì)產(chǎn)品有顯著影響的各參數(shù)(判別因子)和判別因子在壽命中所起影響的程度。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選①目鏡篩選包括用肉眼、放大鏡或顯微鏡檢查篩選,花費(fèi)少,收效大。②紅外線非破壞性檢查篩選用紅外掃描顯微鏡對(duì)元器件在工作時(shí)的熱分布作檢查??蓹z查熱設(shè)計(jì)是否合理和工藝是否有缺陷,可靈敏地檢查出過熱點(diǎn)及是否有虛焊。不足之處是只能檢查暴露出來的表面,不能檢查外殼內(nèi)的熱分布,被檢查表面有塑料時(shí)檢查也要受影響。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選③X射線非破壞性檢查篩選可發(fā)現(xiàn)成品內(nèi)的缺陷,如裝配不良、焊料過多或過少以及多余物等。美軍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,宇航級(jí)半導(dǎo)體器件都要100%進(jìn)行此項(xiàng)篩選。④顆粒碰撞噪聲檢測用來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部是否存在多余物或有結(jié)合不良之處。其原理是檢查試件在振動(dòng)或沖擊情況下是否內(nèi)部有顆粒碰撞而發(fā)出的噪聲。優(yōu)點(diǎn)是能發(fā)現(xiàn)更小的粒子和X射線能穿透的粒子。已有設(shè)備可測出重量小于1μg和直徑小于25μm的松散粒子。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選⑤密封性檢查篩選用來剔除泄漏率超過規(guī)定值的產(chǎn)品。根據(jù)泄漏率要求可選擇液浸檢漏法、氦質(zhì)譜檢漏法、放射性示蹤檢漏法和濕度試驗(yàn)法等。⑥參數(shù)測試篩選包括一般參數(shù)和一些特殊參數(shù)的測試。例如,熱穩(wěn)定試驗(yàn)、電壓拉偏試驗(yàn)等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法3)環(huán)境應(yīng)力篩選①力學(xué)環(huán)境應(yīng)力篩選有振動(dòng)(包括振動(dòng)疲勞、掃描振動(dòng)或隨機(jī)振動(dòng))、沖擊和離心加速度等項(xiàng)目。②氣候環(huán)境應(yīng)力篩選有溫度循環(huán)、溫度沖擊、恒溫恒濕、潮熱交變、低氣壓和高低溫測試等。③特殊環(huán)境應(yīng)力篩選有高溫、高壓、高真空、輻射等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇可靠性工程-602可靠性試驗(yàn)課件可靠性工程-602可靠性試驗(yàn)課件ESS機(jī)理和基本方法ESS機(jī)理和基本方法ESS振動(dòng)剖面ESS振動(dòng)剖面溫度循環(huán)剖面溫度循環(huán)剖面(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法3)環(huán)境應(yīng)力篩選④混合環(huán)境應(yīng)力篩選有電和振動(dòng)、沖擊混合應(yīng)力;電溫度循環(huán)、濕度和振動(dòng)混合應(yīng)力等,比單應(yīng)力篩選要有效得多。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法4)壽命篩選(老煉篩選)①貯存篩選包括高溫貯存。②工作壽命篩選包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)工作等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法5)破壞性篩選為適應(yīng)特殊環(huán)境需要,對(duì)有的批產(chǎn)品還需作抽樣的破壞性篩選試驗(yàn),以代表批產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性,包括有鹽霧、油霧、潮濕、焊接強(qiáng)度、熱疲勞、引線疲勞和高溫高壓等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法大體上分為兩類:一類是一般產(chǎn)品都可運(yùn)用的,如:檢查篩選、高溫貯存、功率老煉、密封檢漏等。另一類則需要針對(duì)產(chǎn)品的某失效模式而采用,如:內(nèi)潮試驗(yàn)可剔除線包內(nèi)有潮氣的繼電器,三次諧波法可剔除接點(diǎn)已長有機(jī)膜的繼電器,大電流沖擊可發(fā)現(xiàn)內(nèi)引線焊接不良的半導(dǎo)體分立器件等??傊?,統(tǒng)一的篩選條件只能解決一般問題,要解決特殊失效模式帶來的問題,就要制定高效的、特殊的篩選方法。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則1)要有效剔除早期失效產(chǎn)品,但不應(yīng)使正常產(chǎn)品提高失效率;2)為提高篩選效率,可使用強(qiáng)應(yīng)力篩選,但不應(yīng)使產(chǎn)品因此而產(chǎn)生新的失效模式;3)篩選項(xiàng)目和應(yīng)力不必只是模擬使用情況,有些項(xiàng)目和應(yīng)力可以是使用中不可能出現(xiàn)的,其目的僅是為了暴露工藝上的缺陷;4)試驗(yàn)設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)者必須對(duì)元器件的正常篩選效率有所掌握。如果篩選結(jié)果并不令人滿意,則篩選方案應(yīng)重新擬定;(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則5)試驗(yàn)程序必須是加應(yīng)力篩選在前,檢查測試性篩選在后。如篩選項(xiàng)目的次序與失效有關(guān),要選擇能暴露失效的最佳順序;6)對(duì)被篩選對(duì)象可能的失效模式有所掌握;7)為制訂合理和有效的篩選方案,必須了解有關(guān)元器件特性、材料、封裝及制造技術(shù);8)將不可靠產(chǎn)品淘汰在上機(jī)前,以減少不必要的損失。(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則(一)可靠性篩選4、電子元器件老煉電子元器件經(jīng)篩選后已可正常工作,但它的參數(shù)、性能不一定穩(wěn)定,往往需要存放一段時(shí)間或通電工作一段時(shí)間后,其參數(shù)才能穩(wěn)定。使性能、參數(shù)穩(wěn)定的過程叫老煉。某種元器件上機(jī)前是否要進(jìn)行老煉,主要取決于這種元器件的參數(shù)漂移是否影響使用可靠性(與失效判據(jù)聯(lián)系起來)。(一)可靠性篩選4、電子元器件老煉(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類1)氣候條件:包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、雨、水、露、霜雪、沙塵、鹽霧、油霧、游離氣體和其它有害氣體等因素,可導(dǎo)致產(chǎn)品電性能改變、材料腐蝕和機(jī)械損傷;2)力學(xué)條件:包括振動(dòng)、沖擊、離心、碰撞、跌落、靜力負(fù)荷、失重、聲振、爆炸、沖擊波等,可導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)損傷、材料斷裂或疲勞、引線斷開等;(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類3)生物條件:包括霉菌、昆蟲、嚙齒動(dòng)物等。霉菌吞嚙、繁殖、吸附水分和分泌酶,使所有有機(jī)材料和部分無機(jī)材料強(qiáng)度降低,介質(zhì)損耗增大,金屬腐蝕,白蟻、木蜂、老鼠咬壞電纜,排出糞便造成短路;(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類4)輻射條件:包括太陽紫外線輻射引起材料老化,核爆炸環(huán)境的中子輻射引起永久性損傷,輻射引起瞬時(shí)效應(yīng),造成電子元件失效,空間帶電粒子可使衛(wèi)星用電子元器件損壞;5)電磁條件:包括電場、磁場、閃電、雷擊、電暈、核爆炸產(chǎn)生的電磁波,以及電子設(shè)備內(nèi)部、外部的電磁干擾等。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法1)現(xiàn)場使用試驗(yàn)現(xiàn)場使用試驗(yàn)可真實(shí)地反映產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下的可靠性,同時(shí),也是檢驗(yàn)人工模擬試驗(yàn)準(zhǔn)確性的依據(jù),因此,現(xiàn)場使用試驗(yàn)可作為設(shè)計(jì)制造過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。例如飛機(jī)在樣機(jī)研制完成后,要經(jīng)1000小時(shí)試飛,才能正式投產(chǎn)。在可靠性工作中,現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)是非常重要的,但這種試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)的周期長,花費(fèi)大,有一定局限性。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法2)天然暴露試驗(yàn)把樣品長期暴露于天然氣候環(huán)境(如熱帶、亞熱帶、寒帶、高原地帶等),樣品可處于工作負(fù)荷狀態(tài)或貯存狀態(tài),通過定期觀測,可以了解產(chǎn)品電參數(shù)、機(jī)械性能和外觀的變化。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)人工控制條件下的試驗(yàn),是在試驗(yàn)箱內(nèi)或試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的,目的是在短時(shí)間內(nèi)觀察產(chǎn)品所能承受的環(huán)境應(yīng)力大小。常用試驗(yàn)項(xiàng)目有低溫、高溫、熱沖擊、溫度循環(huán)、潮熱、低氣壓、鹽霧、霉菌、沙塵、振動(dòng)、沖擊、碰撞、離心、運(yùn)輸、聲振、爆炸、真空冷熱浸、真空冷焊試驗(yàn)等。一般可分為單項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)與綜合環(huán)境試驗(yàn)兩大類。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)①單項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)針對(duì)環(huán)境因素分別單項(xiàng)進(jìn)行,試驗(yàn)好處在于試驗(yàn)設(shè)備比較簡單,試驗(yàn)費(fèi)用較少,并且很容易看出某因素對(duì)產(chǎn)品的影響。②綜合環(huán)境試驗(yàn)在實(shí)用中,產(chǎn)品受客觀環(huán)境的影響,常常是幾種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,因此有必要選擇有代表性的應(yīng)力條件進(jìn)行組合試驗(yàn),并使其與實(shí)際使用環(huán)境接近。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)②綜合環(huán)境試驗(yàn)綜合環(huán)境試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是:可以較為真實(shí)地模擬使用環(huán)境,從而增加了試驗(yàn)的真實(shí)性和可靠性;創(chuàng)造了利用地面模擬試驗(yàn)代替空中飛行試驗(yàn)的條件;真實(shí)地暴露由于諸環(huán)境因素共同作用所引起的產(chǎn)品失效模式。但由于綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜、試驗(yàn)周期長、費(fèi)用昂貴,發(fā)展受到一定的限制。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)環(huán)境模擬試驗(yàn)的設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境有確切的了解。若對(duì)使用環(huán)境估計(jì)偏嚴(yán),將導(dǎo)致產(chǎn)品成本提高和研制周期拖長;若對(duì)使用環(huán)境估計(jì)不足而降低試驗(yàn)條件,則將導(dǎo)致產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境下大量故障,造成更大損失。總之,環(huán)境模擬試驗(yàn)重要的是正確規(guī)定試驗(yàn)條件和合理安排試驗(yàn)順序,試驗(yàn)設(shè)備要合格,定期標(biāo)定。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)?zāi)康南a(chǎn)品早期故障時(shí)間產(chǎn)品交付使用前試樣全體產(chǎn)品/視情抽樣方法試驗(yàn)--激發(fā)故障故障處理修復(fù)/更換處理對(duì)象個(gè)別問題產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)?zāi)康南a(chǎn)品早期故障時(shí)間產(chǎn)品交付使用前試樣全環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)問題——環(huán)境應(yīng)力篩選不可能無限地下降產(chǎn)品的故障率。原因——由于環(huán)境應(yīng)力篩選不可能解決產(chǎn)品固有的可靠性問題,如設(shè)計(jì)水平、配套元器件和材料的等級(jí),以及制造過程存在的生產(chǎn)工藝等系統(tǒng)性問題所形成的缺陷。僅僅采用快速試驗(yàn)技術(shù)和對(duì)故障部件進(jìn)行簡單更換或修復(fù)的辦法,是無法解決那種全體產(chǎn)品共有的、決定性產(chǎn)品固有可靠性的問題的。環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)問題——環(huán)境應(yīng)力篩選不可能無限地下降產(chǎn)品的篩選試驗(yàn)的時(shí)間53當(dāng)μ1<<μ2時(shí),可以有效區(qū)分,提升產(chǎn)品批次的可靠性;篩選試驗(yàn)的時(shí)間53當(dāng)μ1<<μ2時(shí),可以有效區(qū)分54(三)可靠性增長試驗(yàn)(RGT)可靠性增長試驗(yàn)的目的和一般方法增長試驗(yàn)?zāi)康?--提高產(chǎn)品固有可靠性,以滿足產(chǎn)品使用期的可靠性需要。(見圖)故障率增長前增長后(使用期)(早期)0t0tλ0λ154(三)可靠性增長試驗(yàn)(RGT)可靠性增長試驗(yàn)的目的和一般可靠性增長試驗(yàn)通過試驗(yàn),激發(fā)產(chǎn)品故障隱患,開展故障分析,重點(diǎn)找出系統(tǒng)性問題,采用優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)選配套元器件和材料、改進(jìn)生產(chǎn)工藝及試驗(yàn)驗(yàn)證等技術(shù)途徑,不斷減少系統(tǒng)性故障,提高產(chǎn)品的固有可靠性。但試驗(yàn)本身并不改善產(chǎn)品可靠性,只有采取防止在使用中重復(fù)發(fā)生故障的糾正措施才能提高產(chǎn)品可靠性。偶然性故障特征系統(tǒng)性故障特征個(gè)別產(chǎn)品全體產(chǎn)品偶然形成必然形成隨機(jī)發(fā)生隨機(jī)發(fā)生修復(fù)、更換設(shè)計(jì)、工藝及材料改進(jìn)可靠性增長試驗(yàn)通過試驗(yàn),激發(fā)產(chǎn)品故障隱患,開展故障分析,重點(diǎn)可靠性增長試驗(yàn)56可靠性增長試驗(yàn)5657環(huán)境應(yīng)力篩選VS可靠性增長試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)境應(yīng)力篩選ESS可靠性增長RGT目的消除早期故障消除系統(tǒng)性故障時(shí)間交付使用前研制/使用期間試樣全體產(chǎn)品樣品方法試驗(yàn)--激發(fā)故障試驗(yàn)-改進(jìn)-試驗(yàn)故障處理修復(fù)/更換設(shè)計(jì)/工藝改進(jìn)處理對(duì)象個(gè)別問題產(chǎn)品全體產(chǎn)品57環(huán)境應(yīng)力篩選VS可靠性增長試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)境應(yīng)力篩選58Duane可靠性增長模型假定可靠性增長試驗(yàn)的產(chǎn)品在總累積試驗(yàn)時(shí)間t時(shí),共累積發(fā)生r(t)次故障。顯然隨著試驗(yàn)時(shí)間t的增加,故障累積函數(shù)r(t)也逐漸增大,并記
為平均故障率累積函數(shù),由此故障累積函數(shù)為而產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)為
58Duane可靠性增長模型假定可靠性增長試驗(yàn)的產(chǎn)品在總累積59對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù),則
即在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上,產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)與時(shí)間t是一直線關(guān)系,其斜率為k,截距為,因此,在工程上稱斜率k
為增長試驗(yàn)的增長率。又由式,可得Duane模型的故障率函數(shù)為:
則產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF函數(shù)為:
59對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù),則60由,在Duane模型中,產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)與其瞬時(shí)MTBF函數(shù)的關(guān)系為:
即在可靠性增長試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF值是MTBF累積平均值的倍。兩邊取對(duì)數(shù),則有
即瞬時(shí)MTBF與累積MTBF為兩條平行直線,由于0<k<1因此在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上(見圖),任一時(shí)刻的總是比大
。60由,在Duane模型61雙對(duì)數(shù)紙上的Duane模型MTBF100010010
1/a
110100100010000t61雙對(duì)數(shù)紙上的Duane模型MTBF62阿里亞娜火箭可靠性增長情況(Duane)62阿里亞娜火箭可靠性增長情況(Duane)可靠性增長試驗(yàn)-模型63杜安(Duane)lnC(t)=lnα-(1-β)lnt,θi=θc/β可靠性增長試驗(yàn)-模型63杜安(Duane)可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)鑒定試驗(yàn):驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性,為生產(chǎn)前的試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn):對(duì)交付的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)方案的類別按壽命特點(diǎn):連續(xù)型、成敗型按截尾方式分:定時(shí)、定數(shù)、貫序64可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)鑒定試驗(yàn):驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α
。表示產(chǎn)品整體實(shí)際上合格時(shí)由于是抽樣試驗(yàn)而判定為不合格的概率;使用方風(fēng)險(xiǎn)β表示產(chǎn)品整體不合格時(shí),由于是抽樣試驗(yàn)而被判定為合格的概率。設(shè)計(jì)鑒定試驗(yàn)鑒定產(chǎn)品能否定型,是否已經(jīng)達(dá)到要求的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo),這種試驗(yàn)以使用方利益為主,可使值大些。當(dāng)產(chǎn)品通過設(shè)計(jì)鑒定轉(zhuǎn)入批生產(chǎn)后,由于生產(chǎn)過程中有可能引進(jìn)不可靠因素,而使生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定,這時(shí)需要進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn),當(dāng)產(chǎn)品實(shí)際水乎達(dá)到合格質(zhì)量水乎時(shí),應(yīng)以高概率接收,即α可取小些。可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α。表示產(chǎn)品整體實(shí)際上合可靠性鑒定試驗(yàn)-原則誤收風(fēng)險(xiǎn)(β風(fēng)險(xiǎn))、誤拒風(fēng)險(xiǎn)(α風(fēng)險(xiǎn))66可靠性鑒定試驗(yàn)-原則誤收風(fēng)險(xiǎn)(β風(fēng)險(xiǎn))、誤拒風(fēng)險(xiǎn)(α風(fēng)險(xiǎn))6可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾設(shè)θ為平均壽命,θ0為可接收的平均壽命,稱為平均壽命的檢驗(yàn)上限,試驗(yàn)方案以高概率接收MTBF真值接近θ0的產(chǎn)品;θi為拒收的MTBF值,稱為MTBF的檢驗(yàn)下限,試驗(yàn)方案以高概率拒收MTBF真值接近θi的產(chǎn)品。產(chǎn)品平均壽命為θ時(shí)的接收概率為L(θ)
可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾設(shè)θ為平均壽命,θ0為可接收的平均可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾68隨機(jī)抽取樣品n個(gè),當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)定的時(shí)間t0就停止,共失效r個(gè)樣品,合格判定數(shù)為c,若r<=c,合格,否則不合格,拒收。方案參數(shù):T=nt0,c可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾68隨機(jī)抽取樣品n個(gè),當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)對(duì)小樣本可靠性試驗(yàn),常用序貫壽命試驗(yàn)方案,充分利用試驗(yàn)過程中的信息,考察故障出現(xiàn)時(shí)相應(yīng)的總試驗(yàn)時(shí)間T,若T相當(dāng)長,則認(rèn)為產(chǎn)品合格,若T相當(dāng)短,則認(rèn)為產(chǎn)品不合格,若T不長不短則繼續(xù)試驗(yàn)??煽啃则?yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)對(duì)小樣本可靠性試驗(yàn),常用序貫壽命試可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布時(shí),在總試驗(yàn)時(shí)間T內(nèi)出現(xiàn)的故障數(shù)是隨機(jī)變量,服從泊松分布,設(shè)產(chǎn)品的平均壽命為θ,則出現(xiàn)r次故障的概率為可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布時(shí),在總試驗(yàn)時(shí)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)當(dāng)P1(r)/P0(r)很大時(shí),則可理解為θ
=θ
1的可能性很大,認(rèn)為產(chǎn)品不合格,當(dāng)P1(r)/P0(r)很小則可理解為θ=θ
0的可能性很大,認(rèn)為產(chǎn)品合格;若P1(r)/P0(r)不大不小,則難下結(jié)論,需繼續(xù)試驗(yàn)。選擇一個(gè)較大的數(shù)A和一個(gè)較小的數(shù)BA>B>0,使可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)當(dāng)P1(r)/P0(r)很大時(shí),則可可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)若要繼續(xù)試驗(yàn),則兩邊取對(duì)數(shù),整理得令可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)若要繼續(xù)試驗(yàn),則兩邊取對(duì)數(shù),整理得令可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)現(xiàn)取又已知θ
0、
θ
1,故可得接受和拒收判據(jù)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)現(xiàn)取又已知θ0、θ1,故可可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)r=3r=2r=1可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)r=3r=2r=175舉例某產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn),試驗(yàn)總累積時(shí)間T達(dá)到1200小時(shí)結(jié)束試驗(yàn),其間發(fā)生故障30次(見表)由值,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上得到Duane模型的增長直線(見圖)75舉例某產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn),試驗(yàn)總累積時(shí)間T達(dá)到7676(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類1)長期壽命試驗(yàn)包括長期貯存試驗(yàn)和長期工作壽命試驗(yàn),后者是傳統(tǒng)的壽命試驗(yàn)方法,又分靜態(tài)偏置和動(dòng)態(tài)工作2種。靜態(tài)偏置就是加直流額定負(fù)荷的試驗(yàn),所用設(shè)備簡單,結(jié)果有一定價(jià)值。動(dòng)態(tài)工作是模擬產(chǎn)品實(shí)際工作狀態(tài),例如集成電路在規(guī)定負(fù)載和加輸入信號(hào)條件下所作的壽命試驗(yàn),它比靜態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果更準(zhǔn)確,但設(shè)備較為復(fù)雜。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類由于電子元器件水平迅速提高,長期壽命試驗(yàn)方法遇到很大困難。例如為了以90%置信度驗(yàn)證失效率為1×10-8h-1的元件,如果采取長期壽命試驗(yàn)的方法,需用23000只試驗(yàn)10000小時(shí)無實(shí)效,這個(gè)代價(jià)高到不現(xiàn)實(shí)的程度。因此,廣泛采用了加速壽命試驗(yàn)的方法。2)加速壽命試驗(yàn):就是在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理、不引入新的失效因子的前提下,提高試驗(yàn)應(yīng)力,加速產(chǎn)品失效進(jìn)程,再根據(jù)加速試驗(yàn)結(jié)果,預(yù)計(jì)正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類2)加速壽命試驗(yàn):根據(jù)應(yīng)力施加的方式,加速壽命試驗(yàn)可分為恒定應(yīng)力、步進(jìn)應(yīng)力、序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)三種。①恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn):將一定數(shù)量的試樣分幾組,每組固定一個(gè)應(yīng)力水平進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)因素單一,數(shù)據(jù)容易處理,外推精度較高,故最常用。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類2)加速壽命試驗(yàn):②步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn):以積累損傷失效物理模型為理論依據(jù),試驗(yàn)時(shí),每組樣品固定一個(gè)逐級(jí)升高應(yīng)力的時(shí)間,直到足夠數(shù)量的樣品失效為止。一般假定前一級(jí)試驗(yàn)對(duì)本級(jí)試驗(yàn)的影響可忽略不計(jì),實(shí)際上往往不可忽略,所以試驗(yàn)的預(yù)計(jì)精度較低。優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)周期較短,通常用于工藝對(duì)比、篩選摸底定性分析場合。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類2)加速壽命試驗(yàn):③序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn):可近似看作步進(jìn)應(yīng)力的每級(jí)應(yīng)力差很小的極限情況。進(jìn)行這種試驗(yàn)需專門的程序控制,一般很少采用。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)1)試驗(yàn)?zāi)康蘑倏煽啃詼y定,即確定產(chǎn)品的壽命分布和失效率、平均壽命等參數(shù);②可靠性試驗(yàn),即通過壽命試驗(yàn)來判斷某批產(chǎn)品能否符合規(guī)定的可靠性要求;③可靠性鑒定,就是鑒定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝是否能生產(chǎn)出符合可靠性要求的產(chǎn)品。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)2)試驗(yàn)對(duì)象壽命試驗(yàn)的樣品必須在篩選試驗(yàn)和例行試驗(yàn)的合格批中抽取,所選擇的樣品必須具有代表性。樣品數(shù)量要能保證統(tǒng)計(jì)分析的正確性,又要考慮試驗(yàn)代價(jià)不能太大,并為實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件所允許。3)試驗(yàn)條件要了解產(chǎn)品貯存壽命,需施加一定的環(huán)境應(yīng)力;要了解產(chǎn)品工作壽命,需施加一定的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力。并且試驗(yàn)條件要嚴(yán)格控制在誤差很小的范圍內(nèi),保證試驗(yàn)的一致性。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)4)試驗(yàn)截止時(shí)間壽命試驗(yàn)做到全數(shù)試樣失效是不現(xiàn)實(shí)的,從統(tǒng)計(jì)分析的角度來看,也是不必要的,只要有一定部分的試樣失效就可以停止試驗(yàn),這叫截尾壽命試驗(yàn),分為定數(shù)截尾和定時(shí)截尾兩種。它們又各分為有替換和無替換兩種。5)測試周期選定原則是要使每周期內(nèi)測得的失效數(shù)大致相同,測試工作量不致太大,但又要盡可能詳細(xì)地了解發(fā)生事件。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)6)失效判據(jù)通常以產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)是否超出最大允許偏差范圍作為失效判據(jù),也可用是否出現(xiàn)致命失效作為判據(jù),應(yīng)根據(jù)使用要求在試驗(yàn)前作出明確規(guī)定。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)7)數(shù)據(jù)記錄和處理按產(chǎn)品失效的數(shù)量、時(shí)間列出累積失效概率表,以便對(duì)失效分布類型及可靠性指標(biāo)作出估計(jì);按失效產(chǎn)品的失效形式分別統(tǒng)計(jì)作出主次圖,找出影響可靠性的主要因素;有條件時(shí)還應(yīng)對(duì)失效樣品進(jìn)行失效物理分析,找出材料、設(shè)計(jì)、工藝方面的原因,采取對(duì)策來提高可靠性。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)2、壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)3、指數(shù)分布條件下的壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)1)產(chǎn)品壽命試驗(yàn)周期2)產(chǎn)品壽命試驗(yàn)的投試樣品量投試樣品量和試驗(yàn)時(shí)間及試驗(yàn)結(jié)果有關(guān),和產(chǎn)品價(jià)值及統(tǒng)計(jì)誤差有關(guān)。試樣數(shù)大于20時(shí),(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)3、指數(shù)分布條件下的壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)3、指數(shù)分布條件下的壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)3)產(chǎn)品壽命試驗(yàn)的截止時(shí)間試驗(yàn)截止時(shí)間與樣品數(shù)及希望達(dá)到的失效數(shù)有關(guān),當(dāng)累積失效率r/n(%)達(dá)到某規(guī)定值就結(jié)束試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)時(shí)間約為:(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)3、指數(shù)分布條件下的壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題1)加速應(yīng)力S的選擇估計(jì)電子元器件在常溫下的貯存壽命特征時(shí),可選擇環(huán)境溫度作為加速應(yīng)力;估計(jì)電子元器件在額定條件下的工作壽命特征時(shí),可選擇直流電壓(或電流、功率)作為加速應(yīng)力。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題2)確定加速應(yīng)力水平(S1,S2,…,Sk)和樣品數(shù)量一般k不得小于4,但也不宜過多。為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,最高應(yīng)力和最低應(yīng)力之間應(yīng)有較大的間隔。其中一個(gè)應(yīng)力水平應(yīng)接近或等于產(chǎn)品額定值。最高應(yīng)力水平不得大于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料和制造工藝所能承受的極限應(yīng)力,以免帶進(jìn)新的失效機(jī)理。試驗(yàn)樣品隨機(jī)抽取,一般等分為k組,每個(gè)應(yīng)力水平下樣品數(shù)量不少于10只,特殊情形下不少于5只。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題3)確定測試周期和停試時(shí)間由于壽命分布的密度函數(shù)大都近于指數(shù)形式,所以一般按對(duì)數(shù)等間隔選取測試時(shí)間;在每個(gè)加速應(yīng)力水平下,測試點(diǎn)個(gè)數(shù)不得少于5個(gè)(指能測到失效產(chǎn)品的失效點(diǎn)),每個(gè)測試點(diǎn)上的失效數(shù)應(yīng)當(dāng)相近;常用分組截尾試驗(yàn),一般要求各組截尾失效ri占各組投試數(shù)ni的50%以上,至少占30%以上。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)4、加速壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)問題產(chǎn)品可靠性加速試驗(yàn)方法傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法高加速應(yīng)力試驗(yàn)(HAST)產(chǎn)品可靠性加速試驗(yàn)方法傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法ALT(AcceleratedLifeTest)試驗(yàn)中保持試驗(yàn)應(yīng)力不變。依據(jù)
Arrhenius
方程
t=Aexp(ΔE/kT)
式中A-常數(shù),E-激活能,k-玻爾茨曼常數(shù),T-絕對(duì)溫度反應(yīng)速率與溫度成正比,即產(chǎn)品壽命與溫度成反比傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法ALT(AcceleratedLif傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)一般要求一般需要選取3~5個(gè)應(yīng)力水平。在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理前提下,最高應(yīng)力盡可能取大些;在保證加速效果的前提下,最低應(yīng)力盡可能接近額定水平步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)在試驗(yàn)過程中,應(yīng)力隨時(shí)間階段由低到高一步一步增強(qiáng),直至相當(dāng)部分試驗(yàn)樣品失效。無法考慮應(yīng)力累積效應(yīng),參數(shù)估計(jì)精度低,故適用于定性分析場合。序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)在試驗(yàn)過程中,應(yīng)力隨時(shí)間等速連續(xù)增強(qiáng)。數(shù)據(jù)處理困難傳統(tǒng)的加速壽命試驗(yàn)方法恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)一般要求高加速應(yīng)力試驗(yàn)方法
HAST(HighlyAcceleratedStressTest)90年代后,為考核產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性,快速暴露產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造缺陷高加速應(yīng)力試驗(yàn)(HAST,highlyacceleratedstresstest)技術(shù)在可靠性試驗(yàn)中不斷發(fā)展,為提高產(chǎn)品可靠性提供了有效的工具。高加速應(yīng)力試驗(yàn)方法
HAST(HighlyAcceleraHALT&HASSHALT(HighlyAcceleratedLifeTest)HASS(HighlyAcceleratedStressScreen)HALT與傳統(tǒng)的可靠性試驗(yàn)方法不同,一是激發(fā)故障,以快速暴露設(shè)計(jì)缺陷,把產(chǎn)品的潛在缺陷激發(fā)成可觀察到的故障,進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)諸方面進(jìn)行分析和改進(jìn);二是采用施加步進(jìn)應(yīng)力,在遠(yuǎn)大于產(chǎn)品額定條件的極限應(yīng)力下進(jìn)行加速試驗(yàn),找出產(chǎn)品的極限水平,據(jù)此來制定產(chǎn)品HASS試驗(yàn)的應(yīng)力條件,然后通過HASS快速剔除產(chǎn)品潛在的早期缺陷,保障產(chǎn)品的使用可靠性。HALT&HASSHALT(HighlyAccelerHALT&HASS原理有缺陷零部件和元器件(如焊點(diǎn)有氣泡,引線有劃痕等)之所以容易失效,是由于其上集中的應(yīng)力比無缺陷的要高,而且失效加速因子與應(yīng)力呈指數(shù)關(guān)系增加,而非等比關(guān)系。HALT和HASS試驗(yàn)正是利用這些原理進(jìn)行的。休斯公司在研究高效ESS時(shí)發(fā)現(xiàn):
1.在振動(dòng)量級(jí)較低時(shí),發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品潛在缺陷隨時(shí)間的推移
增加緩慢;而當(dāng)振動(dòng)量級(jí)較高時(shí),在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)的
潛在缺陷迅速增加。
2.在相同的循環(huán)周期下,高溫變率發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品潛在缺陷遠(yuǎn)
多于低溫變率,即可用較少的循環(huán)周期達(dá)到相同效果。HALT&HASS原理有缺陷零部件和元器件(如焊點(diǎn)有氣HALT&HASS原理
G.K.Hobbs設(shè)計(jì)了一種金屬試件,就強(qiáng)應(yīng)力對(duì)疲勞壽命的影響,進(jìn)行了研究發(fā)現(xiàn):1.當(dāng)應(yīng)力增加1倍時(shí),疲勞壽命下降到原來的1/1000,且缺陷處應(yīng)力集中度高達(dá)2~3倍,即該處的疲勞壽命相應(yīng)降低了好幾個(gè)數(shù)量級(jí),使缺陷產(chǎn)品與無缺陷產(chǎn)品在相同的強(qiáng)應(yīng)力作用下,疲勞壽命大大下降,致使有缺陷的產(chǎn)品迅速暴露,而無缺陷的損傷極小。2.強(qiáng)應(yīng)力激發(fā)出的產(chǎn)品失效模式與正常使用條件下的相同,因此強(qiáng)應(yīng)力試驗(yàn)的有效性得到了驗(yàn)證。
HALT&HASS原理G.K.Hobbs設(shè)計(jì)了一種金HALT&HASS原理1990年S.A.Smithson發(fā)表的論文中,給出了不同溫變率下的篩選效果。說明在篩選效果相同的條件下,不同溫變率與循環(huán)次數(shù)及篩選時(shí)間的關(guān)系溫變率(℃/m)510151820253040循環(huán)數(shù)400551710742.21min/次6633222218.316.513.28篩選時(shí)間(h)440306331.90.90.1HALT&HASS原理1990年S.A.SmithsHALT&HASS原理HASTHALTHASS試驗(yàn)樣品在研/取樣批生產(chǎn)/全體應(yīng)力強(qiáng)度超產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范超產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范應(yīng)力施加步進(jìn)/直至極限恒定/略低極限試驗(yàn)性質(zhì)破壞性非破壞性試驗(yàn)?zāi)康奶岣吖逃锌煽啃?為HASS提供依據(jù)提高使用可靠性試驗(yàn)特點(diǎn)非定量評(píng)價(jià)在HALT基礎(chǔ)上進(jìn)行HALT&HASS原理HASTHALTHASS試驗(yàn)樣品HALT&HASS設(shè)備美國QUALMARK公司
主要設(shè)備及其基本技術(shù)參數(shù)
高速溫變箱溫度范圍:-100℃~+200℃
溫變速率:60℃/分鐘高強(qiáng)寬帶隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率:5-10000Hz
加速度值:100GRMS
(XYZ線加速+轉(zhuǎn)向加速,六自由度)多應(yīng)力綜合試驗(yàn)箱高速高低溫變+高強(qiáng)寬帶隨機(jī)振動(dòng)+濕度應(yīng)力HALT&HASS設(shè)備美國QUALMARK公司主要設(shè)備及產(chǎn)品的各種應(yīng)力極限示意圖產(chǎn)品的各種應(yīng)力極限示意圖各種應(yīng)力的失效百分比(%)
QUALMARK公司試驗(yàn)中心進(jìn)行33個(gè)公司47個(gè)產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總各種應(yīng)力的失效百分比(%)
QUALMARK公司試驗(yàn)中心進(jìn)HALT應(yīng)用實(shí)例波音777飛機(jī)電子設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn),試驗(yàn)是在外場可更換單元上進(jìn)行的。施加溫度循環(huán)、隨機(jī)振動(dòng)和兩者的綜合應(yīng)力。溫度循環(huán)分四檔進(jìn)行,即-15℃~+70℃,-30℃~+85℃,-40℃~+100℃和-55~+115℃。在每個(gè)極端溫度上保溫10min。溫變率為20℃/min(最低要求溫變率為15℃/min)。每檔進(jìn)行11個(gè)周期溫度循環(huán),同時(shí)在每個(gè)周期施加附表中所示的電應(yīng)力。隨機(jī)振動(dòng)從2Grms開始,按2Grms步長施加。每步均保持10min,并觀察產(chǎn)品有無損壞直至28Grms。HALT應(yīng)用實(shí)例波音777飛機(jī)電子設(shè)備進(jìn)行的試驗(yàn),試驗(yàn)是在HALT應(yīng)用實(shí)例試驗(yàn)設(shè)備性能:溫變率最高為30℃/min,溫度范圍-60℃~+150℃,采用三軸六自由度激振臺(tái),振動(dòng)量級(jí)可控制在2~30Grms之內(nèi)。波音777未做可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)(RET)的LRU的外場更換率為35%,而經(jīng)RET的LRU的更換率只有4%。波音公司要求所有新研制的設(shè)備和在服役中可靠性低或需大修,以及重新鑒定的現(xiàn)有設(shè)備都必須做RET。HALT應(yīng)用實(shí)例試驗(yàn)設(shè)備性能:溫變率最高為30℃/min,HASS試驗(yàn)方法簡介篩選剖面確定溫度取產(chǎn)品工作極限的80%,而溫差需>100℃。但如果產(chǎn)品的溫度工作極限與損壞極限之間有足夠的裕度,則HASS溫度可取在這二者之間,以篩選出在工作極限內(nèi)短時(shí)間難以發(fā)現(xiàn)的缺陷;振動(dòng)取產(chǎn)品損壞極限的50%,但不要>工作極限的80%。HASS試驗(yàn)方法簡介篩選剖面確定HASS試驗(yàn)方法簡介篩選效果驗(yàn)證根據(jù)確定的篩選剖面,對(duì)已篩樣品按該剖面至少再進(jìn)行30~50次連續(xù)試驗(yàn)(而沒有任何失效),以驗(yàn)證剖面的有效性。也可在試樣中人為植入缺陷(如虛焊等),并適當(dāng)調(diào)整應(yīng)力,盡量在第一循環(huán)就暴露。剖面調(diào)整后仍需驗(yàn)證。批產(chǎn)品HASS
剖面驗(yàn)證后,就可用于產(chǎn)品篩選。對(duì)篩選結(jié)果進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控(包括外場),以分析、調(diào)整、修改和完善HASS剖面。HASS試驗(yàn)方法簡介篩選效果驗(yàn)證HASS試驗(yàn)方法簡介GreggK.Hobbs認(rèn)為不管采用什么篩選方法,篩選過程總要消耗產(chǎn)品一部分使用壽命,如果使用應(yīng)力和損壞應(yīng)力之間的余量很小,就根本不能運(yùn)用任何應(yīng)力篩選方法進(jìn)行篩選。因此必須根據(jù)HALT得到的工作極限和損壞極限,摸清產(chǎn)品的設(shè)計(jì)余量,以此來制訂HASS方案與確定HASS的量級(jí),以保證產(chǎn)品在篩選中消耗的使用壽命的量是可以接受的。HASS試驗(yàn)方法簡介GreggK.Hobbs認(rèn)為不管采HASS試驗(yàn)方法簡介篩選的有效性是以充分激發(fā)產(chǎn)品缺陷又不過量消耗產(chǎn)品使用壽命的能力來度量的。即:一是能檢測出可能造成產(chǎn)品故障的隱患,二是經(jīng)篩選后不致造成產(chǎn)品損壞或“內(nèi)傷”。對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品,應(yīng)由低到高分層進(jìn)行HASS,才能保證最后產(chǎn)品的可靠性。HASS試驗(yàn)方法簡介篩選的有效性是以充分激發(fā)產(chǎn)品缺陷又不過HALT/HASS試驗(yàn)方法簡介產(chǎn)品不同其工作極限和損壞極限也不同。因此,不存在統(tǒng)一的HALT/HASS應(yīng)力。應(yīng)根據(jù)各自特點(diǎn),選擇產(chǎn)品最敏感的應(yīng)力進(jìn)行篩選。產(chǎn)品失效/故障分析及其改進(jìn)措施,是HALT/HASS的核心。因此,在試驗(yàn)過程中不能輕易放過任何一個(gè)被激發(fā)出的故障,只有采用有效的糾正措施,才能加速設(shè)計(jì)和工藝的成熟,充分發(fā)揮HALT/HASS的作用。HALT/HASS試驗(yàn)方法簡介產(chǎn)品不同其工作極限和損壞極限HALT/HASS試驗(yàn)方法簡介開展HALT/HASS需要大量設(shè)備、資源和專職人員。一個(gè)產(chǎn)品的HALT/HASS必須由設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量與可靠性管理人員共同參與,以提供受試產(chǎn)品、試驗(yàn)設(shè)備,以及時(shí)間、經(jīng)費(fèi)、人員和失效分析等資源保障。目前國內(nèi)對(duì)HALT/HASS的技術(shù)的掌握還不充分,面臨的課題很多,如試驗(yàn)方法的深入研究、試驗(yàn)信息處理與統(tǒng)計(jì)分析、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定、試驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?,這些問題直接影響HALT/HASS的推廣應(yīng)用,不是簡單購置新的試驗(yàn)設(shè)備就能解決。HALT/HASS試驗(yàn)方法簡介開展HALT/HASS需可靠性評(píng)定系統(tǒng)可靠性評(píng)定是指依據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)或其他有關(guān)系統(tǒng)可靠性的信息,對(duì)系統(tǒng)的可靠性特性(如系統(tǒng)的平均壽命等)進(jìn)行評(píng)估。常用的系統(tǒng)可靠性評(píng)定方法有點(diǎn)估計(jì)、區(qū)間估計(jì)、極大似然估計(jì)等??煽啃栽u(píng)定系統(tǒng)可靠性評(píng)定是指依據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)所得的數(shù)可靠性評(píng)定進(jìn)行系統(tǒng)可靠性評(píng)定的一般過程為:建立系統(tǒng)可靠性模型(串聯(lián)、并聯(lián)等);確定所用的系統(tǒng)可靠性評(píng)定模型及估計(jì)方法;獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)或驗(yàn)前信息;運(yùn)用評(píng)定模型對(duì)系統(tǒng)的可靠性特性進(jìn)行估計(jì),可能時(shí)給出置信區(qū)間。可靠性評(píng)定進(jìn)行系統(tǒng)可靠性評(píng)定的一般過程為:第六章可靠性試驗(yàn)及評(píng)定第六章可靠性試驗(yàn)及評(píng)定概述產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后,其可靠性是否達(dá)到定量要求,必須通過可靠性試驗(yàn)予以驗(yàn)證,同時(shí),在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中可能存在這樣或那樣的可靠性缺陷,通過可靠性試驗(yàn),可以暴露設(shè)計(jì)、工藝、材料等方面存在的可靠性缺陷,從而采取措施加以改進(jìn),使可靠性逐步增長,最終達(dá)到預(yù)定的可靠性水平。概述產(chǎn)品生產(chǎn)出來以后,其可靠性是否達(dá)到定量要求,必須通過可靠可靠性試驗(yàn)?zāi)康目煽啃栽囼?yàn)?zāi)康目煽啃栽囼?yàn)可靠性試驗(yàn)的分類,一般有以下幾種:按試驗(yàn)項(xiàng)目分,篩選試驗(yàn);環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn);壽命試驗(yàn)??煽啃栽囼?yàn)可靠性試驗(yàn)的分類,一般有以下幾種:可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)對(duì)象分元、器件及原材料可靠性試驗(yàn);組件或部件可靠性試驗(yàn);產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)。按試驗(yàn)性質(zhì)分破壞性試驗(yàn);非破壞性試驗(yàn)??煽啃栽囼?yàn)按試驗(yàn)對(duì)象分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)地點(diǎn)分現(xiàn)場可靠性試驗(yàn);實(shí)驗(yàn)室可靠性試驗(yàn)。按試驗(yàn)的應(yīng)力和強(qiáng)度分恒定應(yīng)力試驗(yàn);步進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn);序進(jìn)應(yīng)力試驗(yàn);加速應(yīng)力試驗(yàn)。可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)地點(diǎn)分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性研制試驗(yàn)通過對(duì)產(chǎn)品施加環(huán)境應(yīng)力、工作載荷,尋找產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)缺陷,以改進(jìn)設(shè)計(jì),提高產(chǎn)品的固有可靠性??煽啃栽鲩L試驗(yàn)通過對(duì)產(chǎn)品施加模擬實(shí)際使用環(huán)境的綜合環(huán)境應(yīng)力,暴露產(chǎn)品中的潛在缺陷并采取糾正措施,使產(chǎn)品的可靠性達(dá)到規(guī)定的要求。可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性試驗(yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性鑒定試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用環(huán)境,對(duì)產(chǎn)品施加工作應(yīng)力,驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性要求??煽啃则?yàn)收試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際使用環(huán)境,對(duì)產(chǎn)品施加工作應(yīng)力,驗(yàn)證批生產(chǎn)產(chǎn)品的可靠性是否保持在規(guī)定的水平,即產(chǎn)品經(jīng)過生產(chǎn)期間的工藝、工裝、工作流程變化后的可靠性??煽啃栽囼?yàn)按試驗(yàn)所處階段分可靠性試驗(yàn)分類可靠性試驗(yàn)分類浴盆曲線與可靠性試驗(yàn)浴盆曲線與可靠性試驗(yàn)浴盆曲線浴盆曲線可靠性試驗(yàn)的要素可靠性試驗(yàn)的要素故障判據(jù)故障判據(jù)試驗(yàn)剖面任務(wù)剖面:對(duì)產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)的這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的全部重要時(shí)間和狀態(tài)的一種時(shí)序描述。試驗(yàn)剖面:供試驗(yàn)用的環(huán)境參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系圖試驗(yàn)剖面任務(wù)剖面:對(duì)產(chǎn)品在完成規(guī)定任務(wù)的這段時(shí)間內(nèi)所要經(jīng)歷的試驗(yàn)應(yīng)力環(huán)境越惡劣可靠性越差溫度應(yīng)力會(huì)提高產(chǎn)品的故障率振動(dòng)應(yīng)力會(huì)加速產(chǎn)品的疲勞濕度和化學(xué)應(yīng)力會(huì)縮短產(chǎn)品的壽命環(huán)境應(yīng)力和可靠性一般是指數(shù)關(guān)系溫度-Arrhenius振動(dòng)-Coffin-Manson濕度和其他-Eyring在常規(guī)應(yīng)力條件下進(jìn)行試驗(yàn)可以真實(shí)地模擬現(xiàn)場使用情況-常規(guī)試驗(yàn)有意施加惡劣的環(huán)境應(yīng)力進(jìn)行試驗(yàn)可以高效地暴露產(chǎn)品缺陷-加速試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)力環(huán)境越惡劣可靠性越差常規(guī)可靠性試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)——ESS可靠性增長試驗(yàn)——RGT可靠性鑒定試驗(yàn)——RQT常規(guī)可靠性試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)——ESS環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS)(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果1)篩選剔除率Q不能簡單地以剔除率高低來評(píng)價(jià)篩選方法優(yōu)劣,剔除率太高,有可能是產(chǎn)品存在著嚴(yán)重缺陷,但也可能是篩選應(yīng)力過高;剔除率很低,有可能是產(chǎn)品缺陷少,但也可能是篩選應(yīng)力太小或試驗(yàn)時(shí)間不足所致。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果不能簡單地以剔除率高低來(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果2)篩選效果β一般通過設(shè)計(jì)良好的工藝篩選程序的產(chǎn)品和未經(jīng)篩選的產(chǎn)品相比,其失效率大致可有半個(gè)至一個(gè)數(shù)量級(jí)的改善,個(gè)別可達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果一般通過設(shè)計(jì)良好的工藝篩(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果在評(píng)價(jià)篩選方法時(shí),要把剔除率和篩選效果結(jié)合起來。例如取同樣Q值,則β大的篩選方法為優(yōu);而得到同樣的β值,Q值小的篩選方法好。(一)可靠性篩選1、可靠性篩選的效果(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法1)測試篩選①初始參數(shù)篩選(分布截尾篩選)目的是為了獲得參數(shù)與設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)的產(chǎn)品,剔除那些超出容差極限值的產(chǎn)品。首先要確定被篩選對(duì)象的哪些參數(shù)直接影響系統(tǒng)的可靠性,以及為保證系統(tǒng)可靠性應(yīng)規(guī)定的容差極限值,由此定下參數(shù)的篩選項(xiàng)目和合格標(biāo)準(zhǔn)。篩選對(duì)象應(yīng)為設(shè)計(jì)、工藝相當(dāng)穩(wěn)定條件下生產(chǎn)的產(chǎn)品,因此,其各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)服從正態(tài)分布。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法1)測試篩選②線性判別篩選先對(duì)批產(chǎn)品作摸底試驗(yàn),通過計(jì)算建立線性判別數(shù)據(jù),然后根據(jù)每個(gè)被判產(chǎn)品的原始數(shù)據(jù)和試驗(yàn)一段時(shí)間后的測試數(shù)據(jù),來判斷是否應(yīng)淘汰。該方法的基礎(chǔ)是建立線性判別式,式中含有對(duì)產(chǎn)品有顯著影響的各參數(shù)(判別因子)和判別因子在壽命中所起影響的程度。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選①目鏡篩選包括用肉眼、放大鏡或顯微鏡檢查篩選,花費(fèi)少,收效大。②紅外線非破壞性檢查篩選用紅外掃描顯微鏡對(duì)元器件在工作時(shí)的熱分布作檢查??蓹z查熱設(shè)計(jì)是否合理和工藝是否有缺陷,可靈敏地檢查出過熱點(diǎn)及是否有虛焊。不足之處是只能檢查暴露出來的表面,不能檢查外殼內(nèi)的熱分布,被檢查表面有塑料時(shí)檢查也要受影響。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選③X射線非破壞性檢查篩選可發(fā)現(xiàn)成品內(nèi)的缺陷,如裝配不良、焊料過多或過少以及多余物等。美軍標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,宇航級(jí)半導(dǎo)體器件都要100%進(jìn)行此項(xiàng)篩選。④顆粒碰撞噪聲檢測用來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)部是否存在多余物或有結(jié)合不良之處。其原理是檢查試件在振動(dòng)或沖擊情況下是否內(nèi)部有顆粒碰撞而發(fā)出的噪聲。優(yōu)點(diǎn)是能發(fā)現(xiàn)更小的粒子和X射線能穿透的粒子。已有設(shè)備可測出重量小于1μg和直徑小于25μm的松散粒子。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法2)檢查篩選⑤密封性檢查篩選用來剔除泄漏率超過規(guī)定值的產(chǎn)品。根據(jù)泄漏率要求可選擇液浸檢漏法、氦質(zhì)譜檢漏法、放射性示蹤檢漏法和濕度試驗(yàn)法等。⑥參數(shù)測試篩選包括一般參數(shù)和一些特殊參數(shù)的測試。例如,熱穩(wěn)定試驗(yàn)、電壓拉偏試驗(yàn)等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法3)環(huán)境應(yīng)力篩選①力學(xué)環(huán)境應(yīng)力篩選有振動(dòng)(包括振動(dòng)疲勞、掃描振動(dòng)或隨機(jī)振動(dòng))、沖擊和離心加速度等項(xiàng)目。②氣候環(huán)境應(yīng)力篩選有溫度循環(huán)、溫度沖擊、恒溫恒濕、潮熱交變、低氣壓和高低溫測試等。③特殊環(huán)境應(yīng)力篩選有高溫、高壓、高真空、輻射等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇環(huán)境應(yīng)力選擇可靠性工程-602可靠性試驗(yàn)課件可靠性工程-602可靠性試驗(yàn)課件ESS機(jī)理和基本方法ESS機(jī)理和基本方法ESS振動(dòng)剖面ESS振動(dòng)剖面溫度循環(huán)剖面溫度循環(huán)剖面(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法3)環(huán)境應(yīng)力篩選④混合環(huán)境應(yīng)力篩選有電和振動(dòng)、沖擊混合應(yīng)力;電溫度循環(huán)、濕度和振動(dòng)混合應(yīng)力等,比單應(yīng)力篩選要有效得多。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法4)壽命篩選(老煉篩選)①貯存篩選包括高溫貯存。②工作壽命篩選包括靜態(tài)、動(dòng)態(tài)工作等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法5)破壞性篩選為適應(yīng)特殊環(huán)境需要,對(duì)有的批產(chǎn)品還需作抽樣的破壞性篩選試驗(yàn),以代表批產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性,包括有鹽霧、油霧、潮濕、焊接強(qiáng)度、熱疲勞、引線疲勞和高溫高壓等。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法大體上分為兩類:一類是一般產(chǎn)品都可運(yùn)用的,如:檢查篩選、高溫貯存、功率老煉、密封檢漏等。另一類則需要針對(duì)產(chǎn)品的某失效模式而采用,如:內(nèi)潮試驗(yàn)可剔除線包內(nèi)有潮氣的繼電器,三次諧波法可剔除接點(diǎn)已長有機(jī)膜的繼電器,大電流沖擊可發(fā)現(xiàn)內(nèi)引線焊接不良的半導(dǎo)體分立器件等??傊y(tǒng)一的篩選條件只能解決一般問題,要解決特殊失效模式帶來的問題,就要制定高效的、特殊的篩選方法。(一)可靠性篩選2、可靠性篩選的方法(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則1)要有效剔除早期失效產(chǎn)品,但不應(yīng)使正常產(chǎn)品提高失效率;2)為提高篩選效率,可使用強(qiáng)應(yīng)力篩選,但不應(yīng)使產(chǎn)品因此而產(chǎn)生新的失效模式;3)篩選項(xiàng)目和應(yīng)力不必只是模擬使用情況,有些項(xiàng)目和應(yīng)力可以是使用中不可能出現(xiàn)的,其目的僅是為了暴露工藝上的缺陷;4)試驗(yàn)設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)者必須對(duì)元器件的正常篩選效率有所掌握。如果篩選結(jié)果并不令人滿意,則篩選方案應(yīng)重新擬定;(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則5)試驗(yàn)程序必須是加應(yīng)力篩選在前,檢查測試性篩選在后。如篩選項(xiàng)目的次序與失效有關(guān),要選擇能暴露失效的最佳順序;6)對(duì)被篩選對(duì)象可能的失效模式有所掌握;7)為制訂合理和有效的篩選方案,必須了解有關(guān)元器件特性、材料、封裝及制造技術(shù);8)將不可靠產(chǎn)品淘汰在上機(jī)前,以減少不必要的損失。(一)可靠性篩選3、篩選方案設(shè)計(jì)原則(一)可靠性篩選4、電子元器件老煉電子元器件經(jīng)篩選后已可正常工作,但它的參數(shù)、性能不一定穩(wěn)定,往往需要存放一段時(shí)間或通電工作一段時(shí)間后,其參數(shù)才能穩(wěn)定。使性能、參數(shù)穩(wěn)定的過程叫老煉。某種元器件上機(jī)前是否要進(jìn)行老煉,主要取決于這種元器件的參數(shù)漂移是否影響使用可靠性(與失效判據(jù)聯(lián)系起來)。(一)可靠性篩選4、電子元器件老煉(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類1)氣候條件:包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、雨、水、露、霜雪、沙塵、鹽霧、油霧、游離氣體和其它有害氣體等因素,可導(dǎo)致產(chǎn)品電性能改變、材料腐蝕和機(jī)械損傷;2)力學(xué)條件:包括振動(dòng)、沖擊、離心、碰撞、跌落、靜力負(fù)荷、失重、聲振、爆炸、沖擊波等,可導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)損傷、材料斷裂或疲勞、引線斷開等;(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類3)生物條件:包括霉菌、昆蟲、嚙齒動(dòng)物等。霉菌吞嚙、繁殖、吸附水分和分泌酶,使所有有機(jī)材料和部分無機(jī)材料強(qiáng)度降低,介質(zhì)損耗增大,金屬腐蝕,白蟻、木蜂、老鼠咬壞電纜,排出糞便造成短路;(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類4)輻射條件:包括太陽紫外線輻射引起材料老化,核爆炸環(huán)境的中子輻射引起永久性損傷,輻射引起瞬時(shí)效應(yīng),造成電子元件失效,空間帶電粒子可使衛(wèi)星用電子元器件損壞;5)電磁條件:包括電場、磁場、閃電、雷擊、電暈、核爆炸產(chǎn)生的電磁波,以及電子設(shè)備內(nèi)部、外部的電磁干擾等。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)1、環(huán)境條件的分類(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法1)現(xiàn)場使用試驗(yàn)現(xiàn)場使用試驗(yàn)可真實(shí)地反映產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下的可靠性,同時(shí),也是檢驗(yàn)人工模擬試驗(yàn)準(zhǔn)確性的依據(jù),因此,現(xiàn)場使用試驗(yàn)可作為設(shè)計(jì)制造過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。例如飛機(jī)在樣機(jī)研制完成后,要經(jīng)1000小時(shí)試飛,才能正式投產(chǎn)。在可靠性工作中,現(xiàn)場使用數(shù)據(jù)是非常重要的,但這種試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)的周期長,花費(fèi)大,有一定局限性。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法2)天然暴露試驗(yàn)把樣品長期暴露于天然氣候環(huán)境(如熱帶、亞熱帶、寒帶、高原地帶等),樣品可處于工作負(fù)荷狀態(tài)或貯存狀態(tài),通過定期觀測,可以了解產(chǎn)品電參數(shù)、機(jī)械性能和外觀的變化。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)人工控制條件下的試驗(yàn),是在試驗(yàn)箱內(nèi)或試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的,目的是在短時(shí)間內(nèi)觀察產(chǎn)品所能承受的環(huán)境應(yīng)力大小。常用試驗(yàn)項(xiàng)目有低溫、高溫、熱沖擊、溫度循環(huán)、潮熱、低氣壓、鹽霧、霉菌、沙塵、振動(dòng)、沖擊、碰撞、離心、運(yùn)輸、聲振、爆炸、真空冷熱浸、真空冷焊試驗(yàn)等。一般可分為單項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)與綜合環(huán)境試驗(yàn)兩大類。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)①單項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)針對(duì)環(huán)境因素分別單項(xiàng)進(jìn)行,試驗(yàn)好處在于試驗(yàn)設(shè)備比較簡單,試驗(yàn)費(fèi)用較少,并且很容易看出某因素對(duì)產(chǎn)品的影響。②綜合環(huán)境試驗(yàn)在實(shí)用中,產(chǎn)品受客觀環(huán)境的影響,常常是幾種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果,因此有必要選擇有代表性的應(yīng)力條件進(jìn)行組合試驗(yàn),并使其與實(shí)際使用環(huán)境接近。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)②綜合環(huán)境試驗(yàn)綜合環(huán)境試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是:可以較為真實(shí)地模擬使用環(huán)境,從而增加了試驗(yàn)的真實(shí)性和可靠性;創(chuàng)造了利用地面模擬試驗(yàn)代替空中飛行試驗(yàn)的條件;真實(shí)地暴露由于諸環(huán)境因素共同作用所引起的產(chǎn)品失效模式。但由于綜合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜、試驗(yàn)周期長、費(fèi)用昂貴,發(fā)展受到一定的限制。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法3)人工模擬試驗(yàn)環(huán)境模擬試驗(yàn)的設(shè)計(jì)者應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際使用環(huán)境有確切的了解。若對(duì)使用環(huán)境估計(jì)偏嚴(yán),將導(dǎo)致產(chǎn)品成本提高和研制周期拖長;若對(duì)使用環(huán)境估計(jì)不足而降低試驗(yàn)條件,則將導(dǎo)致產(chǎn)品在實(shí)際使用環(huán)境下大量故障,造成更大損失??傊?,環(huán)境模擬試驗(yàn)重要的是正確規(guī)定試驗(yàn)條件和合理安排試驗(yàn)順序,試驗(yàn)設(shè)備要合格,定期標(biāo)定。(二)環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)2、環(huán)境試驗(yàn)的方法環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)?zāi)康南a(chǎn)品早期故障時(shí)間產(chǎn)品交付使用前試樣全體產(chǎn)品/視情抽樣方法試驗(yàn)--激發(fā)故障故障處理修復(fù)/更換處理對(duì)象個(gè)別問題產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)?zāi)康南a(chǎn)品早期故障時(shí)間產(chǎn)品交付使用前試樣全環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)問題——環(huán)境應(yīng)力篩選不可能無限地下降產(chǎn)品的故障率。原因——由于環(huán)境應(yīng)力篩選不可能解決產(chǎn)品固有的可靠性問題,如設(shè)計(jì)水平、配套元器件和材料的等級(jí),以及制造過程存在的生產(chǎn)工藝等系統(tǒng)性問題所形成的缺陷。僅僅采用快速試驗(yàn)技術(shù)和對(duì)故障部件進(jìn)行簡單更換或修復(fù)的辦法,是無法解決那種全體產(chǎn)品共有的、決定性產(chǎn)品固有可靠性的問題的。環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)問題——環(huán)境應(yīng)力篩選不可能無限地下降產(chǎn)品的篩選試驗(yàn)的時(shí)間167當(dāng)μ1<<μ2時(shí),可以有效區(qū)分,提升產(chǎn)品批次的可靠性;篩選試驗(yàn)的時(shí)間53當(dāng)μ1<<μ2時(shí),可以有效區(qū)分168(三)可靠性增長試驗(yàn)(RGT)可靠性增長試驗(yàn)的目的和一般方法增長試驗(yàn)?zāi)康?--提高產(chǎn)品固有可靠性,以滿足產(chǎn)品使用期的可靠性需要。(見圖)故障率增長前增長后(使用期)(早期)0t0tλ0λ154(三)可靠性增長試驗(yàn)(RGT)可靠性增長試驗(yàn)的目的和一般可靠性增長試驗(yàn)通過試驗(yàn),激發(fā)產(chǎn)品故障隱患,開展故障分析,重點(diǎn)找出系統(tǒng)性問題,采用優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)選配套元器件和材料、改進(jìn)生產(chǎn)工藝及試驗(yàn)驗(yàn)證等技術(shù)途徑,不斷減少系統(tǒng)性故障,提高產(chǎn)品的固有可靠性。但試驗(yàn)本身并不改善產(chǎn)品可靠性,只有采取防止在使用中重復(fù)發(fā)生故障的糾正措施才能提高產(chǎn)品可靠性。偶然性故障特征系統(tǒng)性故障特征個(gè)別產(chǎn)品全體產(chǎn)品偶然形成必然形成隨機(jī)發(fā)生隨機(jī)發(fā)生修復(fù)、更換設(shè)計(jì)、工藝及材料改進(jìn)可靠性增長試驗(yàn)通過試驗(yàn),激發(fā)產(chǎn)品故障隱患,開展故障分析,重點(diǎn)可靠性增長試驗(yàn)170可靠性增長試驗(yàn)56171環(huán)境應(yīng)力篩選VS可靠性增長試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)境應(yīng)力篩選ESS可靠性增長RGT目的消除早期故障消除系統(tǒng)性故障時(shí)間交付使用前研制/使用期間試樣全體產(chǎn)品樣品方法試驗(yàn)--激發(fā)故障試驗(yàn)-改進(jìn)-試驗(yàn)故障處理修復(fù)/更換設(shè)計(jì)/工藝改進(jìn)處理對(duì)象個(gè)別問題產(chǎn)品全體產(chǎn)品57環(huán)境應(yīng)力篩選VS可靠性增長試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目環(huán)境應(yīng)力篩選172Duane可靠性增長模型假定可靠性增長試驗(yàn)的產(chǎn)品在總累積試驗(yàn)時(shí)間t時(shí),共累積發(fā)生r(t)次故障。顯然隨著試驗(yàn)時(shí)間t的增加,故障累積函數(shù)r(t)也逐漸增大,并記
為平均故障率累積函數(shù),由此故障累積函數(shù)為而產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)為
58Duane可靠性增長模型假定可靠性增長試驗(yàn)的產(chǎn)品在總累積173對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù),則
即在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上,產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)與時(shí)間t是一直線關(guān)系,其斜率為k,截距為,因此,在工程上稱斜率k
為增長試驗(yàn)的增長率。又由式,可得Duane模型的故障率函數(shù)為:
則產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF函數(shù)為:
59對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù),則174由,在Duane模型中,產(chǎn)品的平均MTBF累積函數(shù)與其瞬時(shí)MTBF函數(shù)的關(guān)系為:
即在可靠性增長試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻產(chǎn)品的瞬時(shí)MTBF值是MTBF累積平均值的倍。兩邊取對(duì)數(shù),則有
即瞬時(shí)MTBF與累積MTBF為兩條平行直線,由于0<k<1因此在雙邊對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上(見圖),任一時(shí)刻的總是比大
。60由,在Duane模型175雙對(duì)數(shù)紙上的Duane模型MTBF100010010
1/a
110100100010000t61雙對(duì)數(shù)紙上的Duane模型MTBF176阿里亞娜火箭可靠性增長情況(Duane)62阿里亞娜火箭可靠性增長情況(Duane)可靠性增長試驗(yàn)-模型177杜安(Duane)lnC(t)=lnα-(1-β)lnt,θi=θc/β可靠性增長試驗(yàn)-模型63杜安(Duane)可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)鑒定試驗(yàn):驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性,為生產(chǎn)前的試驗(yàn)。驗(yàn)證試驗(yàn):對(duì)交付的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)。試驗(yàn)方案的類別按壽命特點(diǎn):連續(xù)型、成敗型按截尾方式分:定時(shí)、定數(shù)、貫序178可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)鑒定試驗(yàn):驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否達(dá)到規(guī)定的可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α
。表示產(chǎn)品整體實(shí)際上合格時(shí)由于是抽樣試驗(yàn)而判定為不合格的概率;使用方風(fēng)險(xiǎn)β表示產(chǎn)品整體不合格時(shí),由于是抽樣試驗(yàn)而被判定為合格的概率。設(shè)計(jì)鑒定試驗(yàn)鑒定產(chǎn)品能否定型,是否已經(jīng)達(dá)到要求的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo),這種試驗(yàn)以使用方利益為主,可使值大些。當(dāng)產(chǎn)品通過設(shè)計(jì)鑒定轉(zhuǎn)入批生產(chǎn)后,由于生產(chǎn)過程中有可能引進(jìn)不可靠因素,而使生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定,這時(shí)需要進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn),當(dāng)產(chǎn)品實(shí)際水乎達(dá)到合格質(zhì)量水乎時(shí),應(yīng)以高概率接收,即α可取小些。可靠性鑒定試驗(yàn)&驗(yàn)證試驗(yàn)生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)α。表示產(chǎn)品整體實(shí)際上合可靠性鑒定試驗(yàn)-原則誤收風(fēng)險(xiǎn)(β風(fēng)險(xiǎn))、誤拒風(fēng)險(xiǎn)(α風(fēng)險(xiǎn))180可靠性鑒定試驗(yàn)-原則誤收風(fēng)險(xiǎn)(β風(fēng)險(xiǎn))、誤拒風(fēng)險(xiǎn)(α風(fēng)險(xiǎn))6可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾設(shè)θ為平均壽命,θ0為可接收的平均壽命,稱為平均壽命的檢驗(yàn)上限,試驗(yàn)方案以高概率接收MTBF真值接近θ0的產(chǎn)品;θi為拒收的MTBF值,稱為MTBF的檢驗(yàn)下限,試驗(yàn)方案以高概率拒收MTBF真值接近θi的產(chǎn)品。產(chǎn)品平均壽命為θ時(shí)的接收概率為L(θ)
可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾設(shè)θ為平均壽命,θ0為可接收的平均可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾182隨機(jī)抽取樣品n個(gè),當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)定的時(shí)間t0就停止,共失效r個(gè)樣品,合格判定數(shù)為c,若r<=c,合格,否則不合格,拒收。方案參數(shù):T=nt0,c可靠性鑒定試驗(yàn)-定時(shí)截尾68隨機(jī)抽取樣品n個(gè),當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行到規(guī)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)對(duì)小樣本可靠性試驗(yàn),常用序貫壽命試驗(yàn)方案,充分利用試驗(yàn)過程中的信息,考察故障出現(xiàn)時(shí)相應(yīng)的總試驗(yàn)時(shí)間T,若T相當(dāng)長,則認(rèn)為產(chǎn)品合格,若T相當(dāng)短,則認(rèn)為產(chǎn)品不合格,若T不長不短則繼續(xù)試驗(yàn)??煽啃则?yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)對(duì)小樣本可靠性試驗(yàn),常用序貫壽命試可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布時(shí),在總試驗(yàn)時(shí)間T內(nèi)出現(xiàn)的故障數(shù)是隨機(jī)變量,服從泊松分布,設(shè)產(chǎn)品的平均壽命為θ,則出現(xiàn)r次故障的概率為可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)產(chǎn)品壽命服從指數(shù)分布時(shí),在總試驗(yàn)時(shí)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)當(dāng)P1(r)/P0(r)很大時(shí),則可理解為θ
=θ
1的可能性很大,認(rèn)為產(chǎn)品不合格,當(dāng)P1(r)/P0(r)很小則可理解為θ=θ
0的可能性很大,認(rèn)為產(chǎn)品合格;若P1(r)/P0(r)不大不小,則難下結(jié)論,需繼續(xù)試驗(yàn)。選擇一個(gè)較大的數(shù)A和一個(gè)較小的數(shù)BA>B>0,使可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)當(dāng)P1(r)/P0(r)很大時(shí),則可可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)若要繼續(xù)試驗(yàn),則兩邊取對(duì)數(shù),整理得令可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)若要繼續(xù)試驗(yàn),則兩邊取對(duì)數(shù),整理得令可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)現(xiàn)取又已知θ
0、
θ
1,故可得接受和拒收判據(jù)可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)現(xiàn)取又已知θ0、θ1,故可可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)r=3r=2r=1可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)-序貫試驗(yàn)r=3r=2r=1189舉例某產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn),試驗(yàn)總累積時(shí)間T達(dá)到1200小時(shí)結(jié)束試驗(yàn),其間發(fā)生故障30次(見表)由值,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上得到Duane模型的增長直線(見圖)75舉例某產(chǎn)品進(jìn)行可靠性增長試驗(yàn),試驗(yàn)總累積時(shí)間T達(dá)到19076(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類1)長期壽命試驗(yàn)包括長期貯存試驗(yàn)和長期工作壽命試驗(yàn),后者是傳統(tǒng)的壽命試驗(yàn)方法,又分靜態(tài)偏置和動(dòng)態(tài)工作2種。靜態(tài)偏置就是加直流額定負(fù)荷的試驗(yàn),所用設(shè)備簡單,結(jié)果有一定價(jià)值。動(dòng)態(tài)工作是模擬產(chǎn)品實(shí)際工作狀態(tài),例如集成電路在規(guī)定負(fù)載和加輸入信號(hào)條件下所作的壽命試驗(yàn),它比靜態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果更準(zhǔn)確,但設(shè)備較為復(fù)雜。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類由于電子元器件水平迅速提高,長期壽命試驗(yàn)方法遇到很大困難。例如為了以90%置信度驗(yàn)證失效率為1×10-8h-1的元件,如果采取長期壽命試驗(yàn)的方法,需用23000只試驗(yàn)10000小時(shí)無實(shí)效,這個(gè)代價(jià)高到不現(xiàn)實(shí)的程度。因此,廣泛采用了加速壽命試驗(yàn)的方法。2)加速壽命試驗(yàn):就是在不改變產(chǎn)品失效機(jī)理、不引入新的失效因子的前提下,提高試驗(yàn)應(yīng)力,加速產(chǎn)品失效進(jìn)程,再根據(jù)加速試驗(yàn)結(jié)果,預(yù)計(jì)正常應(yīng)力下的產(chǎn)品壽命。(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類(三)壽命試驗(yàn)和加速壽命試驗(yàn)1、壽命試驗(yàn)的分類2)加速壽命試驗(yàn):根據(jù)應(yīng)力施加的方式,加速
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