CSTM-通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南 編制說明

中國材料與試驗團體標準T/CSTMXXXXX-202X《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》的編制說明任務(wù)來源及簡要過程1.1任務(wù)來源中國材料與試驗團體標準T/CSTMXXXXX-202X《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》，為廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃《通信用關(guān)鍵材料測試評價技術(shù)研究與設(shè)備開發(fā)項目》中測試技術(shù)的研究成果。根據(jù)項目要求，調(diào)研《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》相關(guān)的國內(nèi)外標準，并進行通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南技術(shù)研究與方法標準化工作。該標準主要由工業(yè)和信息化部電子第五研究所（以下簡稱電子五所）起草，由中國材料與試驗團體標準委員會電子材料領(lǐng)域委員會（CSTM/FC51）歸口。1.2工作過程產(chǎn)品失效或故障的發(fā)生是產(chǎn)品自身強度與外部條件博弈的結(jié)果，當產(chǎn)品自身強度不能承受外部環(huán)境應(yīng)力時，就會發(fā)生失效或故障。目前，公司各企業(yè)標準中都包含有一定數(shù)量的試驗項目，因而往往是一組或多組不同試驗項目組成的系列性試驗，這種試驗稱為組合試驗，而不是像典型的可靠性鑒定試驗?zāi)菢拥木C合環(huán)境試驗。不同類型的試驗有其不同的目的，要想讓試驗達到預(yù)定的目標，應(yīng)當考慮試驗項目的完整性、試驗條件的合理性、試驗項目和試驗順序的科學性、以及采用的試驗方法和具體試驗程序的可重現(xiàn)性四大因素。因此，有必要建立一套通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南，即通過系統(tǒng)梳理產(chǎn)品可能應(yīng)用區(qū)域的環(huán)境特征，獲取產(chǎn)品精準的全壽命周期環(huán)境剖面，有利于提前規(guī)劃科學合理的試驗與評估方法，保證設(shè)計出來的產(chǎn)品可以經(jīng)受住全壽命期中可能遭遇到的所有環(huán)境考驗，降低產(chǎn)品失效風險，提高產(chǎn)品可靠性。根據(jù)《通信用關(guān)鍵材料測試評價技術(shù)研究與設(shè)備開發(fā)項目》的項目進度，2021年3月成立《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》標準的工作團隊，并開始著手調(diào)研有關(guān)可靠性試驗的國內(nèi)外標準以及標準方法的技術(shù)研究工作。2022年5月完成了《5G通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗方法》標準草稿的編制，6月進行標準立項評審工作，經(jīng)專家主評審，同意標準立項。標準的主要起草單位為電子五所，參與單位為中興通訊股份有限公司（以下簡稱中興通訊）、深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院，其中電子五所負責牽頭開展標準起草與技術(shù)研究，中興通訊參與環(huán)境需求分析論證，深圳先進電子材料國際創(chuàng)新研究院參與標準起草。編制原則和主要內(nèi)容及解決的主要問題目前，國內(nèi)外針對通信用關(guān)鍵材料可靠性的測試標準均包含有一定數(shù)量的試驗項目，因而往往是一組或多組不同試驗項目組成的系列性試驗，而不是像典型的可靠性鑒定試驗?zāi)菢拥木C合環(huán)境試驗。另外，目前國內(nèi)外未見結(jié)合實際環(huán)境分析以及基于失效物理的驗證進行試驗設(shè)計的相應(yīng)標準，處于一片空白的狀態(tài)。因此本標準的建立主要是彌補該空白，為通信用關(guān)鍵材料可靠性的相關(guān)測試和驗證提供依據(jù)。團隊按照GB/T1.1-2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》給出的規(guī)則，結(jié)合通信用關(guān)鍵材料實際特點，以及前期通過研究摸索和驗證的方法，同時考慮各項試驗方法標準的“科學性”、“前瞻性”、“適用性”、實施檢測的可行性，研究制訂了《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》團體標準，該標準填補通信用關(guān)鍵材料結(jié)合實際環(huán)境分析以及基于失效物理的驗證進行試驗設(shè)計的可靠性驗證方法的空白，為通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗和驗證提供基礎(chǔ)依據(jù)，促進行業(yè)的發(fā)展。標準主要內(nèi)容分析《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》團體標準是對通信用關(guān)鍵材料可靠性性能的驗證方法。本標準內(nèi)容主要包括：1范圍；2應(yīng)用環(huán)境需求分析；3可靠性指標需求分析；4可靠性試驗設(shè)計（包括基于失效物理的驗證試驗設(shè)計）；5典型可靠性試驗條件。本標準在充分結(jié)合可靠性指標需求分析考慮要素下，增加實際應(yīng)用環(huán)境需求分析，按照不同類型的試驗有其不同的目的，為了讓試驗達到預(yù)定的目標，再增加基于失效物理的驗證試驗設(shè)計和失效分析，使試驗項目和試驗順序更具科學性。應(yīng)用環(huán)境需求分析該需求分析主要是通過開展標準與資料分析、應(yīng)用環(huán)境實測、歷史應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)調(diào)研等，掌握產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸、貯存和使用中主要應(yīng)用環(huán)境應(yīng)力類型與規(guī)格，作為制訂可靠性試驗項目和具體試驗方法的輸入。圖1環(huán)境效應(yīng)需求分析-試驗驗證-設(shè)計預(yù)防閉環(huán)工作流程示意圖為保證通信用關(guān)鍵材料在裝備應(yīng)用中具備良好的戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功性，經(jīng)受住全壽命期中可能遭遇到的所有環(huán)境考驗，在設(shè)計生產(chǎn)前期能構(gòu)建一個完整、精確的環(huán)境剖面與任務(wù)剖面非常關(guān)鍵。任務(wù)剖面是對預(yù)期可能出現(xiàn)并與裝備壽命和各種能力有關(guān)的重大作戰(zhàn)使用、事件、功能、狀態(tài)和非環(huán)境參數(shù)的時序描述，通常是界定裝備的主要任務(wù)和工作狀態(tài)、作業(yè)時間和順序、維修方案、所處的環(huán)境等。環(huán)境剖面是對任務(wù)剖面規(guī)定的各種重大作戰(zhàn)使用、事件、功能、狀態(tài)和自然環(huán)境以及誘發(fā)環(huán)境參數(shù)的時序描述，通常是界定沖擊、振動、溫度、濕度、磁場等自然環(huán)境和誘發(fā)環(huán)境的嚴酷程度和持續(xù)時間。任務(wù)剖面是確定環(huán)境剖面的基礎(chǔ)和前提，通過對任務(wù)剖面中環(huán)境事件的分析，得出任務(wù)過程中的遭遇環(huán)境應(yīng)力類型，根據(jù)任務(wù)剖面各階段的任務(wù)特性參數(shù)，導(dǎo)出相應(yīng)的環(huán)境應(yīng)力持續(xù)的時間，從而得到環(huán)境剖面?；谑锢淼尿炞C試驗設(shè)計目前，國內(nèi)試驗方法設(shè)計參照標準、規(guī)格書，試驗基本不收集過程數(shù)據(jù)的變化，以參數(shù)合格與否作為判據(jù)，缺乏有效性。而基于失效物理的驗證試驗設(shè)計則根據(jù)設(shè)計、使用及歷史失效情況，針對性地確定測試參數(shù)、試驗應(yīng)力和物理分析項目，達到簡單而有效地評價通信用關(guān)鍵材料可靠性的目的。且基于失效物理的驗證試驗設(shè)計從故障機理出發(fā)，易發(fā)現(xiàn)潛在缺陷；按實際需求量體剪裁，針對性更強；定量評價，從盲選向智慧選型轉(zhuǎn)變；原材料端控制，使質(zhì)量工作前移。知識產(chǎn)權(quán)情況說明中國材料與試驗團體標準T/CSTMXXXXX-202X《通信用關(guān)鍵材料可靠性試驗設(shè)計指南》是在《通信用關(guān)鍵材料測試評價技術(shù)研究與設(shè)備開發(fā)項目》實施過程中摸索和驗證相關(guān)方法，以及結(jié)合通信用關(guān)鍵材料實際特點而制定的，在制定過程中不涉及國內(nèi)外專利及知識產(chǎn)權(quán)問題。采用國際標準和國外先進標準情況本標準中所有項目的測試方法均未涉及國外先進標準。與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標準的協(xié)調(diào)性本標準的編制考慮到了相關(guān)標準的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，遵守我國標準制定的法律、法規(guī)、規(guī)章。