環(huán)境應(yīng)力篩選及可靠性強(qiáng)化試驗通用要求

PAGEI飛博創(chuàng)技術(shù)（成都）有限公司技術(shù)建議環(huán)境應(yīng)力篩選及可靠性強(qiáng)化試驗通用要求GeneralRequirementsforEnvironmentalStressScreeningandReliabilityEnhancedTestingVersion0.612004-××-××發(fā)布2004-××-××實施飛博創(chuàng)技術(shù)（成都）有限公司發(fā)布目次TOC\o"1-3"\h\z前言 V1 目的Purpose 12 范圍scope 13 引用文件normativereference 14 定義Definitions 24.1 可靠性Reliability 24.2 可靠性試驗reliabilitytest 24.3 可靠性實驗reliabilityexperimentation 24.4 可靠性試驗要素elementsofreliabilitytest 24.5 篩選度stressstrength 24.6 功能function 24.7 指標(biāo)parameter 24.8 性能performance 24.9 產(chǎn)品技術(shù)條件specification 24.10 缺陷defect 24.11 故障failure 24.12 致命缺陷criticalfailure 24.13 重缺陷majorfailure 24.14 輕缺陷minorfailure 24.15 應(yīng)力stress 34.16 基準(zhǔn)應(yīng)力basicstress 34.17 通常應(yīng)力normalstress 34.18 試驗應(yīng)力appliedstress 34.19 高應(yīng)力highlystress 34.20 極限應(yīng)力limitingstress 35 可靠性試驗分類categoryofreliabilitytest 35.1 研制階段可靠性試驗reliabilitytestforR&Dphase 35.2 中試（轉(zhuǎn)產(chǎn)）階段可靠性試驗reliabilitytestfortrial-run 35.3 可靠性鑒定試驗reliabilityqualificationtest 35.4 例行試驗typeinspection 35.5 其它試驗othertest 46 可靠性試驗類型 46.1 加速壽命試驗ALT 46.2 高加速壽命試驗HALT 56.3 可靠性強(qiáng)化試驗RET 56.4 環(huán)境應(yīng)力篩選ESS 56.5 老化burn-in 57 職責(zé)responsibility 57.1 可靠性部reliabilitydepartment 57.2 測試部R&Ddepartment(ortestdepartment) 57.3 質(zhì)量部qualitydepartment 57.4 可靠性工程師reliabilityengineer 67.5 相關(guān)部門職責(zé)responsibilityofconcerneddepartment 68 試驗項目testitem 68.1 環(huán)境試驗有以下試驗項目：environmentaltest 68.2 可靠性試驗的項目組成reliabilitytestitem 69 加速壽命試驗?zāi)Ｐ?69.1 阿侖紐斯（Arrhenius）模型 69.2 逆冪模型 79.3 艾倫（Eyring）模型 910 應(yīng)力條件詳細(xì)要求requirementofstress 1010.1 高溫應(yīng)力hightemperature 1010.2 低溫應(yīng)力lowtemperature 1010.3 溫度循環(huán)應(yīng)力temperaturecycling 1010.4 高溫高濕應(yīng)力hightemp./highhumidity 1010.5 隨機(jī)振動應(yīng)力randomvibration 1010.6 掃頻振動的應(yīng)力sweepfrequencyvibration 1010.7 電源拉偏應(yīng)力lineover 1110.8 冷、熱、濕度條件下啟動應(yīng)力warmandcoldstart-up 1111 環(huán)境應(yīng)力篩選實施導(dǎo)則 1111.1 ESS的目的 1111.2 ESS的原理與作用 1111.3 ESS基本程序 1111.4 影響ESS的效果的因素 1211.5 ESS缺陷激出與激勵的關(guān)系 1211.6 ESS實施程序（對100%產(chǎn)品進(jìn)行） 1311.6.1 內(nèi)部目檢 1311.6.2 溫度循環(huán) 1311.6.3 老化前參數(shù)測試 1411.6.4 老化（BURN-IN） 1411.6.5 終點參數(shù)測試 1511.6.6 允許不合格率（PDA）計算 1511.6.7 外部目檢 1511.7 ESS改進(jìn)措施 1511.7.1 ESS應(yīng)力施加 1511.7.2 ESS的應(yīng)力剪裁 1511.7.3 ESS改進(jìn) 1512 可靠性強(qiáng)化試驗(RET)實施導(dǎo)則 1612.1 RET的目的 1612.2 RET的內(nèi)容與應(yīng)力參數(shù) 1612.3 強(qiáng)化應(yīng)力篩選 1612.4 可靠性強(qiáng)化試驗程序(RETPROCEDURE) 1712.4.1 RET/HALT試驗流程 1712.4.2 應(yīng)力極限的分類 1812.4.3 步進(jìn)應(yīng)力試驗 1812.4.4 溫度步進(jìn)應(yīng)力試驗(ThermalStepStressTest) 1912.4.5 快速溫度循環(huán)應(yīng)力試驗(RapidThermalTransitionStressTest) 1912.4.6 振動步進(jìn)應(yīng)力試驗(VibrationStepStressTest) 2012.4.7 綜合環(huán)境應(yīng)力試驗（CombinedEnvironmentsStressTest） 2013 試驗的組織procedure 2013.1 試驗中的測試testitem 2013.2 試驗記錄testrecord 2014 糾正措施改進(jìn)程序Correctiveactionprocess 2114.1 流程flowchart 2114.2 可靠性數(shù)據(jù)分析 2214.2.1 記錄格式 2214.2.2 可靠性試驗結(jié)果分析、故障模式、結(jié)果分析 2214.2.3 失效分析與改進(jìn)驗證 2214.2.4 可靠性試驗報告 2214.2.5 可靠性改進(jìn)、提高 22

前言“美國生產(chǎn)廠家在80年代認(rèn)識到質(zhì)量的重要性，深知市場只接受質(zhì)高價廉的產(chǎn)品，到90年代又認(rèn)識到可靠性的重要性，深知市場對產(chǎn)品不僅要求高的開箱率和上機(jī)率，而且要求在設(shè)計壽命期內(nèi)確保性能良好不變。這是新一輪對可靠性的挑戰(zhàn)，而可靠性強(qiáng)化試驗（RET）正是滿足這一挑戰(zhàn)的最好方法。”（－Lloyd.W.Condra）本技術(shù)建議主要建立在Telcordia和美國軍用標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，根據(jù)飛博創(chuàng)公司產(chǎn)品數(shù)年來可靠性試驗和產(chǎn)品改進(jìn)的經(jīng)驗，吸取了國內(nèi)外近年來可靠性試驗技術(shù)的最新成果，采用或等同采用了國際通行的試驗標(biāo)準(zhǔn)，并選取了國際標(biāo)準(zhǔn)中較高的應(yīng)力條件（嚴(yán)酷度）和較嚴(yán)格的通過判據(jù)。保障產(chǎn)品的高可靠水平的要求?？煽啃詮?qiáng)化試驗RET，由于商業(yè)競爭與軍工保密等原因至今許多成果仍未解密發(fā)表，名稱尚不統(tǒng)一，有的稱為步進(jìn)應(yīng)力試驗（StepStressTest）,高加速壽命試驗（HALT）,應(yīng)力壽命試驗（STRIFE，即STRess－LIFE））,應(yīng)力裕度和健壯試驗（SMART）和可靠性強(qiáng)化試驗（RET）。波音公司把RET作為這一試驗的統(tǒng)稱是較為合理的，以為它突出了強(qiáng)化試驗的特點。因此，本技術(shù)建議采用波音公司對RET技術(shù)的理解。本著“快速、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)、有效”的原則。選用高應(yīng)力短時間的試驗方案，盡量減少或取消不實用的試驗項目以節(jié)約試驗資源；提高對試驗中產(chǎn)品性能的要求，增加專門的試驗項目以規(guī)避風(fēng)險，并推動開發(fā)人員擴(kuò)大設(shè)計余量，提高設(shè)計水平。由于對產(chǎn)品可靠性要求越來越高，因此必須把RET與模擬試驗結(jié)合起來，用RET技術(shù)獲得大的設(shè)計余度，確保高可靠性，用模擬技術(shù)按“標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定的條件進(jìn)行鑒定試驗和驗收試驗，以確認(rèn)設(shè)計可靠性和驗收產(chǎn)品。本技術(shù)建議規(guī)定和明確了可靠性試驗的種類、以及相應(yīng)的細(xì)節(jié)描述，希望稱為其他可靠性技術(shù)建議的參考，借此逐漸建立和完善公司產(chǎn)品可靠性保障的要求。本技術(shù)建議主要起草人：余兆云、許少輝建議：將本技術(shù)建議作為參考，逐漸規(guī)范和完善，并形成一個可靠性系列標(biāo)準(zhǔn)，主要可以由以下系列系列標(biāo)準(zhǔn)組成：1.可靠性試驗要求——總則；2可靠性試驗要求——研制階段；3可靠性試驗要求——試生產(chǎn)階段；4可靠性試驗要求——鑒定試驗；5可靠性試驗要求——例行試驗。GeneralRequirementsforEnvironmentalstressscreeningandReliabilityEnhancedTestingFiberxonRefNo.:×××××Version:0.617March2004PAGE2PAGE1飛博創(chuàng)技術(shù)有限公司2004－××－××批準(zhǔn)2004－××－××實施飛博創(chuàng)技術(shù)（成都）有限公司技術(shù)建議環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境應(yīng)力篩選及可靠性強(qiáng)化試驗通用要求GeneralRequirementsforEnvironmentalstressscreeningandReliabilityEnhancedTesting目的Purpose本技術(shù)建議為了規(guī)范設(shè)計、生產(chǎn)的產(chǎn)品采取有效的措施進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)以及高加速壽命試驗的方法，保障和提升產(chǎn)品的可靠性水平。范圍scope本技術(shù)建議規(guī)定了對可靠性試驗各要素在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)的各個不同的要求。本技術(shù)建議所指產(chǎn)品，主要指模塊、部件、組件、系統(tǒng)。不包括對元器件的要求。引用文件normativereference在下面所引用的文件中，對于沒有寫出年代號的，使用時建議盡可能的采用最新標(biāo)準(zhǔn)為有效版本，并考慮其可能性。TelcordiaTR-332ReliabilitypredictionprocedureforelectronicequipmentTelcordiaGR-468-COREGenericreliabilityassurancerequiremensforoptoelectronicdevicesusedintelecommunicationsequipmentsTelcordiaGR-63-COREMIL-HDBK-338BMilitaryHandbook:ElectronicReliabilityDesignHandbookMIL-HDBK-217FMIL-STD-2164EnvironmentalstressscreeningprocessforelcetronicequipmentDOD-HDBK-344EnvironmentalstressscreeningprocessofelcetronicequipmentIEC61163-2:1998Reliabilitystressscressing,part2:electroniccomponentsMIL-STD-883EDepartmentOfDefenseTestMethodStandardMicrocircuitsMIL-PRF-38510MIL-PRF-38534MIL-PRF-38535Lloyd.W.Condra:ReliabilityImprovementwithdesignofexperiments,2ndedition,2001GM-GMW8287(Feb,2002)TestProcedureAnalysis:HALT/HASS/HSSA定義Definitions可靠性Reliability在給定的置信度下的條件概率，意指部件、設(shè)備在壽命期內(nèi)某一規(guī)定時間段內(nèi)，或任務(wù)期內(nèi)，在規(guī)定應(yīng)力量級的使用和工作環(huán)境條件下，完滿地或無故障地，即在規(guī)定的性能范圍內(nèi)完成預(yù)定的功能?？煽啃栽囼瀝eliabilitytest為分析、評價產(chǎn)品的可靠性，在試驗規(guī)范規(guī)定的應(yīng)力條件下對產(chǎn)品的功能和指標(biāo)進(jìn)行的是否符合產(chǎn)品技術(shù)條件的一系列測試?？煽啃詫嶒瀝eliabilityexperimentation為分析，評價產(chǎn)品的可靠性或為查找和解決產(chǎn)品缺陷，在特定的應(yīng)力條件下對產(chǎn)品的功能和指標(biāo)進(jìn)行的是否符特定要求的一系列測試?？煽啃栽囼炓豦lementsofreliabilitytest組成完整可靠性試驗的各種重要因素。篩選度stressstrength將缺陷以故障形式析出的概率，是篩選效果的一種量化的方法。功能function產(chǎn)品具有的不能定量表述的能力。指標(biāo)parameter產(chǎn)品具有的可以定量表述的能力。性能performance功能和指標(biāo)的總和。產(chǎn)品技術(shù)條件specification預(yù)先規(guī)定產(chǎn)品全部功能和指標(biāo)的技術(shù)建議。它可以是產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也可以是其它技術(shù)建議。缺陷defect實際測試產(chǎn)品功能和指標(biāo)與產(chǎn)品技術(shù)條件不符。故障failure與缺陷等同使用。致命缺陷criticalfailure可能引起人身傷害，設(shè)備毀損和喪失全部性能的缺陷。重缺陷majorfailure影響產(chǎn)品功能實現(xiàn)及指標(biāo)嚴(yán)重惡化的缺陷。輕缺陷minorfailure不影響產(chǎn)品功能實現(xiàn)及指標(biāo)輕微超差的缺陷。應(yīng)力stress可能影響產(chǎn)品功能指標(biāo)的外部條件?；鶞?zhǔn)應(yīng)力basicstress產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的產(chǎn)品功能指標(biāo)處于最佳時的外部條件。通常應(yīng)力normalstress產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的保證產(chǎn)品功能指標(biāo)時的外部條件。試驗應(yīng)力appliedstress試驗規(guī)范規(guī)定的要求保證產(chǎn)品功能指標(biāo)的外部條件。高應(yīng)力highlystress嚴(yán)酷度超過試驗應(yīng)力的外部條件。極限應(yīng)力limitingstress引起產(chǎn)品永久損壞的外部條件。可靠性試驗分類categoryofreliabilitytest研制階段可靠性試驗reliabilitytestforR&Dphase產(chǎn)品開發(fā)完成后進(jìn)行的可靠性試驗試驗?zāi)康氖前l(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，擴(kuò)大設(shè)計余量。試驗的特點是高應(yīng)力短時間。試驗中要求無故障。試驗結(jié)果作為產(chǎn)品成果鑒定和轉(zhuǎn)入中試的依據(jù)。中試（轉(zhuǎn)產(chǎn)）階段可靠性試驗reliabilitytestfortrial-run產(chǎn)品轉(zhuǎn)產(chǎn)階段進(jìn)行的可靠性試驗。試驗的目的是考察產(chǎn)品是否達(dá)到基本的可靠性水平，且滿足批量生產(chǎn)的要求。試驗的特點是中等應(yīng)力，中等長時間。試驗中要求無故障。試驗結(jié)果做為產(chǎn)品是否設(shè)計定型和轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)的依據(jù)?？煽啃澡b定試驗reliabilityqualificationtest對產(chǎn)品中大批量使用的部件或設(shè)計定型生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行的可靠性試驗。試驗的目的是考察試件的可靠性水平（MTBF值）。試驗的特點是低應(yīng)力長時間（也可以提高應(yīng)力加速）。試驗中的故障數(shù)由試驗方案決定。試驗結(jié)果作為是否允許該部件在產(chǎn)品中使用或生產(chǎn)的產(chǎn)品是否投入量產(chǎn)的依據(jù)。例行試驗typeinspection對已經(jīng)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行的可靠性試驗。試驗的目的是考察生產(chǎn)工藝條件的穩(wěn)定性，元器件質(zhì)量水平變化和設(shè)計更改的影響。試驗的特點是低應(yīng)力短時間。試驗中允許的故障數(shù)由產(chǎn)品試驗方案決定。試驗結(jié)果作為評定產(chǎn)品質(zhì)量等級，推動生產(chǎn)工藝條件改善和元器件質(zhì)量水平提高，推動設(shè)計更改的依據(jù)。其它試驗othertest只對特定樣品進(jìn)行，具有特定目的和專門試驗條件的可靠性試驗。包括為解決特定問題而設(shè)計的可靠性試驗，應(yīng)用戶或管理機(jī)關(guān)要求而進(jìn)行的可靠性試驗，元器件失效分析等等。其它試驗按各自的試驗規(guī)范和管理辦法進(jìn)行，無規(guī)范和辦法的參照本技術(shù)建議執(zhí)行?？煽啃栽囼烆愋图铀賶勖囼濧LT加速壽命試驗只對元器件、原材料和工藝方法進(jìn)行，用以確定它們在產(chǎn)品的使用范圍內(nèi)的有用壽命。加速壽命試驗的目的是為了評估其壽命能力，而不是評估缺陷或隨機(jī)外力的量級。加速壽命試驗通常稱為鑒定試驗，因為它是用來鑒定產(chǎn)品的元器件、原材料和工藝方法的。因此采用單一試驗所得來的數(shù)據(jù)來鑒定產(chǎn)品是不現(xiàn)實的。必須采用一組試驗條件下的加速試驗數(shù)據(jù)（即通常的全項目鑒定條款），然后將這些結(jié)果外推到各種應(yīng)用上。加速壽命試驗通常時間很長，費用也相對較高，通?？梢圆捎么砥贩N來進(jìn)行，即能代表原材料、元器件和工藝方法基本相同的代表品種進(jìn)行，根據(jù)有效的加速壽命試驗大綱進(jìn)行仔細(xì)的審查和計劃，并且需要提前計劃和進(jìn)行。高加速壽命試驗HALT見6.3條可靠性強(qiáng)化試驗RET采用不同的加速應(yīng)力，如步進(jìn)應(yīng)力、極限應(yīng)力，并至少覆蓋到產(chǎn)品的設(shè)計極限能力，采取施加大應(yīng)力、一步一步地施加、一次次的排除缺陷，以此獲得產(chǎn)品的高可靠性?？煽啃詮?qiáng)化試驗建立在故障物理學(xué)的基礎(chǔ)上，將故障和失效作為研究對象，通過發(fā)現(xiàn)、研究和根治故障達(dá)到提高可靠性的目的。特別是針對一些“潛伏”極深的或間歇性故障，采用強(qiáng)化應(yīng)力的方法強(qiáng)迫其曝露。本技術(shù)建議中，將步進(jìn)應(yīng)力試驗（StepStressTest）,高加速壽命試驗（HALT）,應(yīng)力壽命試驗（STRIFE）,應(yīng)力裕度和健壯試驗（SMART）統(tǒng)稱為可靠性強(qiáng)化試驗（RET）。以突出強(qiáng)化試驗的特點。環(huán)境應(yīng)力篩選ESS通過向產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力或電應(yīng)力，將產(chǎn)品內(nèi)部的潛在缺陷加速變成故障激出，轉(zhuǎn)變成可觀察的缺陷的過程。并通過檢驗發(fā)現(xiàn)和排除的過程，是一種工藝手段。老化burn-inESS的一個特殊情況是老化（burn－in），通常是進(jìn)行高溫電應(yīng)力試驗。（注：burn-in經(jīng)常被不加區(qū)分的用來描述普遍的ESS方法。）職責(zé)responsibility可靠性部reliabilitydepartment負(fù)責(zé)制定和修訂可靠性試驗的規(guī)范。負(fù)責(zé)可靠性試驗室的管理，試驗設(shè)備的操作和維護(hù)，提供試驗環(huán)境。負(fù)責(zé)審核試驗方案，試驗申請和試驗記錄，安排試驗時間。負(fù)責(zé)跟蹤試驗過程，出具檢測報告。負(fù)責(zé)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，報告試驗通過率和試驗中存在的問題，總結(jié)試驗和產(chǎn)品改進(jìn)經(jīng)驗并推廣。負(fù)責(zé)組織中試階段可靠性試驗。指派試驗負(fù)責(zé)人，準(zhǔn)備并測試樣機(jī)，擬制試驗方案，提交試驗申請，負(fù)責(zé)試驗中的測試和記錄，負(fù)責(zé)組織試驗中出現(xiàn)問題的整改。測試部R&Ddepartment(ortestdepartment)負(fù)責(zé)組織研制階段可靠性試驗。指派試驗負(fù)責(zé)人，準(zhǔn)備并測試樣件，擬制試驗方案，提交試驗申請，負(fù)責(zé)試驗中的測試和記錄，負(fù)責(zé)試驗中出現(xiàn)問題的整改。質(zhì)量部qualitydepartment負(fù)責(zé)組織例行試驗。指派試驗負(fù)責(zé)人，準(zhǔn)備并測試樣件，擬制試驗方案，提交試驗申請，負(fù)責(zé)試驗中的測試和記錄，負(fù)責(zé)組織試驗中出現(xiàn)問題的整改，評定產(chǎn)品質(zhì)量水平?？煽啃怨こ處焤eliabilityengineer負(fù)責(zé)向事業(yè)部宣貫可靠性試驗的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，審核可靠性試驗申請和試驗方案，組織或參與本事業(yè)部產(chǎn)品的可靠性試驗和試驗中問題的整改。相關(guān)部門職責(zé)responsibilityofconcerneddepartment產(chǎn)品測試部協(xié)助進(jìn)行研制階段可靠性試驗。研發(fā)部或技術(shù)部協(xié)助試驗中元器件問題的研究和解決。試驗項目testitem環(huán)境試驗有以下試驗項目：environmentaltest高溫試驗；hightemperaturetest低溫試驗；lowtemperaturetest高低溫循環(huán)試驗；high/lowtemperaturecyclingtest高溫高濕試驗；hightemp./highhumiditytest隨機(jī)振動試驗；randomvibrationtest掃頻振動試驗；sweepfrequencyvibrationtest沖擊振動試驗；shockandvibrationtest開關(guān)電試驗；powerON/OFFtest電源拉偏試驗；lineover-stresstest冷啟動試驗；coldstart-uptest可靠性試驗的項目組成reliabilitytestitem根據(jù)相關(guān)試驗規(guī)范，產(chǎn)品使用環(huán)境和產(chǎn)品技術(shù)條件決定。試驗項目由試驗負(fù)責(zé)人在試驗方案中規(guī)定，可靠性部或質(zhì)量部審定。加速壽命試驗?zāi)Ｐ图铀僭囼灥哪康氖怯酶邞?yīng)力、短時間的試驗結(jié)果來預(yù)測產(chǎn)品在較低的應(yīng)力水平上的壽命。采用數(shù)學(xué)加速模型進(jìn)行。加速模型的選擇根據(jù)是預(yù)期早期的失效機(jī)理、對導(dǎo)致失效的應(yīng)力或應(yīng)力組的了解。如果可能有不止一種失效機(jī)理或應(yīng)力條件，必須對它們都加以考慮。根據(jù)不同的機(jī)理，相應(yīng)有多種加速模型，但這些模型都是有本技術(shù)建議所描述的3種基本模型的變種。阿侖紐斯（Arrhenius）模型Arrhenius方程用于描述熱激發(fā)失效機(jī)理，如金相間的擴(kuò)散、化學(xué)反應(yīng)、微電子電路中的某些失效機(jī)理。其中：r：反應(yīng)速率r0：常量Ea：激發(fā)能量（eV）k：波爾茲曼常數(shù)（k＝8.617×10-5eV/K）T:K氏溫度對于大多數(shù)光電器件而言，產(chǎn)品壽命通常與溫度為指數(shù)函數(shù)關(guān)系，按照TelcordiaTR-332以及MIL-HDBK-338B，因此，加速因子為:其中：tu：預(yù)期使用壽命，tt：可靠性試驗時間因此溫度加速預(yù)期使用壽命為：1)以tu=25℃(藍(lán)線)，40℃（紅線）為例，溫度加速因子如下圖所示。2)使用指南：通常情況下，光電收發(fā)組件的Ea介于0.3～0.8eV,個別達(dá)到0.6～1.3eV.若失效機(jī)理的激發(fā)能量Ea未知，則需要在不同溫度下進(jìn)行試驗，并給出失效失效時間的對數(shù)與溫度倒數(shù)1/T之間的關(guān)系。關(guān)系直線的斜率等于激發(fā)能量。預(yù)期的使用壽命可以采用作圖法外推或由計算出。如果給出的不是直線，則失效機(jī)理不是熱激發(fā)型，必須采用別的加速模型。逆冪模型逆冪定律適用于失效時間與應(yīng)變的倒數(shù)成比例的失效機(jī)理。適用于應(yīng)力模型的失效機(jī)理，如機(jī)械疲勞、機(jī)械振動、熱膨脹系數(shù)不一致導(dǎo)致的疲勞，以及功率應(yīng)力、電壓、電流應(yīng)力。通常情況下，應(yīng)變正比于施加的應(yīng)力。在S-N對數(shù)曲線中，斜率即為指數(shù)n。其中：τ:為事件（如失效或拒收）發(fā)生所需要的時間S:為應(yīng)變力n：為受試產(chǎn)品的指數(shù)參數(shù)A：為常數(shù)應(yīng)用實施指南：本模型主要應(yīng)用在溫度循環(huán)試驗、振動試驗、以及電應(yīng)力試驗。1)溫度循環(huán)試驗：此經(jīng)典模型由Coffin和Manson完成，并被廣泛的認(rèn)同，已經(jīng)成為業(yè)界的共識，因此可直接應(yīng)用逆冪模型進(jìn)行建立。Coffin-Manson定律簡單描述為：其中：Nf：為事件（如失效或拒收）發(fā)生所需要循環(huán)的次數(shù)A:常數(shù)，根據(jù)材料不同?ε：為應(yīng)力變化程度B:常數(shù)，通常為2~12,或更高，根據(jù)材料類型不同對于溫度循環(huán)試驗，其加速因子成為：2)振動試驗：鑒于目前傳統(tǒng)的振動方式都是基于單軸機(jī)械振動設(shè)備，如常規(guī)分別進(jìn)行X、Y、Z方向的振動試驗，基于Steinberg.D.S"Viberationanalysisforelectronicequipments"的研究，加速模型為逆冪定律的簡單變形：其中：n：為循環(huán)周期t:為總試驗持續(xù)時間G:為加速度量級Z:為位移幅值B:為S-N曲線的斜率艾倫（Eyring）模型Eyring模型用來描述承受兩種不同應(yīng)力的模型，其中一個為溫度。對于電子元器件，通常的Eyring模型為Peck方程，其加速因子為：其中：RH:為相對濕度T:K氏為溫度Ea：激發(fā)能量（eV）對于光電器件通常為0.3～0.8eVB:為逆冪定律的指數(shù)，通常為2～8之間k：波爾茲曼常數(shù)（k＝8.617×10-5eV/K）1)應(yīng)用指南：由于此模型為兩種模型的乘積，可產(chǎn)生較高的加速因子。2)典型應(yīng)用模型計算如：實際使用條件為：40℃，60%RH在加速試驗條件：85℃，85%RH，則：預(yù)計的加速因子為：46.6應(yīng)力條件詳細(xì)要求requirementofstress高溫應(yīng)力hightemperature高溫試驗的溫度必須高于產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的高溫工作溫度。研制試驗最高，轉(zhuǎn)產(chǎn)試驗次之，例行試驗最低，鑒定試驗的溫度考慮加速的需要后在試驗方案中規(guī)定。篩選度：低溫應(yīng)力lowtemperature低溫試驗的溫度必須低于產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的低溫工作溫度。研制試驗最低，轉(zhuǎn)產(chǎn)試驗次之，例行試驗最高。篩選度：溫度循環(huán)應(yīng)力temperaturecycling高溫保持溫度同高溫試驗溫度。低溫保持溫度同低溫試驗溫度。溫變率至少10℃/min循環(huán)次數(shù)20次，溫度保持時間大于25～30min篩選度：高溫高濕應(yīng)力hightemp./highhumidity試驗溫度為產(chǎn)品的高溫工作溫度加5℃。濕度為90%±3%試驗時間為24小時。隨機(jī)振動應(yīng)力randomvibration最高頻率為2000Hz.最大功率譜密度為：0.04g2/Hz.試驗方向為X，Y，Z，每方向25min.但如果抗振動性能較差的方向能通過振動試驗，則其它方向可以免作。對于高可靠性要求的應(yīng)帶電振動。篩選度：掃頻振動的應(yīng)力sweepfrequencyvibration頻率范圍10-2000Hz.振幅/加速度：0.75mm./20g掃頻速率每分鐘1個倍頻程。試驗方向X、Y、Z，每方向16分鐘。但如果抗振動性能較差的方向能通過振動試驗，則其它方向可以免作。對于高可靠性要求的應(yīng)帶電振動。篩選度：電源拉偏應(yīng)力lineover在常規(guī)條件下做電源拉偏試驗。偏置電源拉偏上下各拉偏10%。高可靠要求是應(yīng)在環(huán)境應(yīng)力的條件下進(jìn)行拉偏試驗。冷、熱、濕度條件下啟動應(yīng)力warmandcoldstart-up在高溫，低溫和濕熱條件下各開關(guān)電3次以上，在整個試驗過程中開關(guān)電10次以上。環(huán)境應(yīng)力篩選實施導(dǎo)則ESS的目的ESS是為清除生產(chǎn)過程中引入的缺陷而設(shè)計的，這些缺陷通常是潛在缺陷。ESS的目的是發(fā)現(xiàn)早期失效缺陷。由于存在潛在的缺陷子群，必須在交付客戶前進(jìn)行清除，否則會導(dǎo)致在正常使用期出現(xiàn)過早故障。ESS的原理與作用ESS運用各種環(huán)境激勵將產(chǎn)品的潛在缺陷激出，轉(zhuǎn)變成可觀察的缺陷的過程。所選擇使用的各種應(yīng)力、應(yīng)力量級和作用時間能夠快速、經(jīng)濟(jì)、有效的激出在正常使用環(huán)境下可能導(dǎo)致產(chǎn)品失效的各類缺陷。但不能產(chǎn)生以下的副作用：a)損壞好的產(chǎn)品或產(chǎn)生新缺陷b)過量消耗產(chǎn)品的疲勞壽命只有通過ESS發(fā)現(xiàn)故障率同時間曲線有一定的下降斜率時，ESS才能真正有效應(yīng)用。如果不是這種情況，產(chǎn)品沒有早期缺陷，則運作任何ESS的企圖都只能消耗掉有用的壽命，而不會降低正常使用期的故障率。ESS的一個特殊情況是老化（burn－in），通常是進(jìn)行高溫電應(yīng)力試驗。ESS基本程序影響ESS的效果的因素主要取決于施加的環(huán)境應(yīng)力、電應(yīng)力水平和檢測儀表的能力。施加應(yīng)力的大小決定了能否將潛在缺陷變成故障；檢測能力的大小決定了能否將已被應(yīng)力加速變成故障的潛在缺陷找出來并準(zhǔn)確的加以排除。ESS缺陷激出與激勵的關(guān)系注：PIND將用于密封器件的ESS。ESS實施程序（對100%產(chǎn)品進(jìn)行）鑒于公司產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平的穩(wěn)定性，以及篩選的有效性，一般情況下，不再進(jìn)行恒定高溫篩選，而采用更加有效的、篩選度更高的溫度循環(huán)進(jìn)行代替。ESS主要針對組件、模塊、系統(tǒng)進(jìn)行。ESS試驗是在交付最終產(chǎn)品前的一個篩選過程，其ESS極限一般通過RET試驗確定，詳見RET的實施部分，并且通常處于工作極限之內(nèi)。內(nèi)部目檢參照MIL-STD-883方法2017.7進(jìn)行（在產(chǎn)品封裝前的生產(chǎn)過程中進(jìn)行）。溫度循環(huán)正常ESS應(yīng)力水平等效加速ESS應(yīng)力水平低溫－40℃，15min－55℃,15min－40℃，15min－55℃,15min轉(zhuǎn)換時間/轉(zhuǎn)換速率10℃/min1)<5min(20～25℃/min)2)<1min（100℃～150/min）高溫＋70℃，15min＋85℃,15min＋85℃，15min＋125℃,15min循環(huán)次數(shù)20次僅轉(zhuǎn)換時間加速：15次、10次溫度、時間加速：11次，9次20次僅轉(zhuǎn)換時間加速：15次、10次溫度、時間加速：10次，8次下圖所示為溫度循環(huán)篩選度曲線，相應(yīng)溫度循環(huán)試驗的曲線，溫度變化速率分別為：125℃/min，50℃/min，30℃/min，10℃/min，5℃/min,。老化前參數(shù)測試?yán)匣˙URN-IN）溫度濕度電應(yīng)力持續(xù)時間備注正常BURN-IN應(yīng)力水平＋70℃N/ANormal96h＋85℃N/ANormal96h加速BURN-IN應(yīng)力水平（＋溫度1）＋85℃N/ANormal41h2.341＋100℃N/ANormal18.8h5.118＋100℃N/ANormal44h2.186+125℃N/ANormal13.6h7.062加速BURN-IN應(yīng)力水平（＋濕度）＋70℃85％RHNormal33.8h2.84＋85℃85％RHNormal14.4h6.67＋85℃85％RHNormal33.8h2.85加速BURN-IN應(yīng)力水平(＋濕度＋電源拉偏）＋70℃85％RH110%TBDTBD＋85℃85％RH110%TBDTBD＋85℃85％RH110%TBDTBD2)老化BURN-IN溫度加速應(yīng)力計算模型終點參數(shù)測試按照產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)允許不合格率（PDA）計算PDA將作為是否接收的重要依據(jù)，是下一步改進(jìn)的工作基礎(chǔ)。外部目檢參照MIL-STD-883方法2009.9進(jìn)行。ESS改進(jìn)措施ESS應(yīng)力施加FailureFailurerate,ConstantUsefullifeWearoutInfantMortalityt0t1tatb如上圖所示，通常情況下，希望達(dá)到的最佳效果是ESS的應(yīng)力時間于t1相接近，ta則ESS的應(yīng)力時間太短，而tb則ESS的應(yīng)力時間太長。ESS的應(yīng)力剪裁在產(chǎn)品的工藝、過程控制等達(dá)到要求后，則某些ESS應(yīng)力則變得不再需要，如下圖所示，就不需要再進(jìn)行相應(yīng)的ESS項目。FailureFailurerate,ConstantUsefullifeWearoutInfantMortalityt0t1ESS改進(jìn)由于只是一個檢測手段，不具有附加值的工序，因此，對于穩(wěn)定的工序和穩(wěn)定連續(xù)的生產(chǎn)，在對ESS數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析后，可以盡可能快的取消某些ESS應(yīng)力的試驗。可靠性強(qiáng)化試驗(RET)實施導(dǎo)則RET的目的RET是故障防治策略中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與應(yīng)力篩選試驗針對生產(chǎn)缺陷不同，其主要目標(biāo)是針對設(shè)計缺陷或設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)，旨在通過強(qiáng)化試驗手段查找設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)、分析原因、采取改進(jìn)措施，徹底排除，防止再次發(fā)生，以獲得預(yù)期設(shè)計的高可靠性。RET在設(shè)計完成后但未投產(chǎn)、量產(chǎn)前進(jìn)行。旨在從根源上防治設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)，減少缺陷，降低成本，縮短周期，增加用戶滿意度和競爭優(yōu)勢。RET的內(nèi)容與應(yīng)力參數(shù)RET包括步進(jìn)應(yīng)力試驗和高加速壽命試驗（HLAT）,步進(jìn)應(yīng)力參數(shù)以溫度循環(huán)和隨機(jī)振動為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品的特點再酌增工作應(yīng)力（電應(yīng)力）或其他應(yīng)力。應(yīng)力量級按步長逐步遞增，直到遠(yuǎn)超出規(guī)范范圍甚至達(dá)到破壞極限。以下參數(shù)供選用參考:溫度循環(huán)溫度范圍:高低溫步長各10～15℃，至最大為-60～+125℃溫變速率:步長2～3℃/min,至最大30℃/min(或轉(zhuǎn)換時間<1min)極限溫度保持時間:～10min在保溫段同時進(jìn)行通、斷電試驗。隨機(jī)振動(3軸6自由度)頻率范圍:5～2000Hz振動量級:步長2～3ｇRMS,從2起至28ｇRMS振動時間:每步～10min結(jié)束試驗的原則:(1)至破壞極限，(2)根據(jù)對設(shè)計余度的要求確定，(3)出現(xiàn)非正常失效，如材料熔化。強(qiáng)化應(yīng)力篩選強(qiáng)化應(yīng)力篩選的目的與傳統(tǒng)的應(yīng)力篩選相同，是針對生產(chǎn)過程的工藝和元器件缺陷，但所用的應(yīng)力量級要大，根據(jù)RET的結(jié)果即破壞極限來確定，以下參數(shù)供選用參考:溫度循環(huán):極限溫度取破壞極限的～80%;隨機(jī)振動:取破壞極限的50%或更低一些；篩選方案驗證: