第4章 可靠性試驗

1、可靠性工程師必備知識培訓(xùn)教材可靠性工程師必備知識培訓(xùn)教材第第4章章 可靠性可靠性試驗試驗中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院楊啟善目錄目錄 第第4章章 可靠性試驗可靠性試驗4.1 概述概述4.2 環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境應(yīng)力篩選4.3 可靠性研制試驗可靠性研制試驗4.4 可靠性增長試驗可靠性增長試驗4.5 可靠性鑒定和驗收試驗可靠性鑒定和驗收試驗4.6 壽命試驗壽命試驗練習(xí)練習(xí)4 第一章第一章 概述概述一一. 可靠性試驗的可靠性試驗的重要性重要性可靠性 是設(shè)計出來的 是生產(chǎn)出來的 是試驗出來的 是管理出來的二. 可靠性試驗的含意可靠性試驗的含意 可靠性試驗是指為了分析、評價、驗證和提高可靠性試驗是指為了分析、評價

2、、驗證和提高產(chǎn)品可靠性而進(jìn)行的試驗。產(chǎn)品可靠性而進(jìn)行的試驗。 廣義講，任何與產(chǎn)品失效（故障）效應(yīng)有關(guān)的廣義講，任何與產(chǎn)品失效（故障）效應(yīng)有關(guān)的試驗都可以認(rèn)為是可靠性試驗。試驗都可以認(rèn)為是可靠性試驗。 狹義講，往往是指壽命試驗。狹義講，往往是指壽命試驗。三三. 可靠性試驗（可靠性試驗（RT）的作用）的作用 可靠性是試驗出來的，可見可靠性是試驗出來的，可見RT有著舉足輕重的作用。可靠性是有著舉足輕重的作用?？煽啃允强深A(yù)測的，可驗證的。可靠性試驗，實際上是用應(yīng)力和應(yīng)力作用的可預(yù)測的，可驗證的。可靠性試驗，實際上是用應(yīng)力和應(yīng)力作用的時間，以此來激發(fā)產(chǎn)品潛在的各種缺陷（有設(shè)計的，有生產(chǎn)的等時間，以此來激

3、發(fā)產(chǎn)品潛在的各種缺陷（有設(shè)計的，有生產(chǎn)的等等），于是采取措施剔除這些缺陷產(chǎn)品可靠性由此得到保證。就是等），于是采取措施剔除這些缺陷產(chǎn)品可靠性由此得到保證。就是說：試驗，分析和糾正、試驗說：試驗，分析和糾正、試驗 （T-A-A-T）四四. 可靠性試驗的目的可靠性試驗的目的對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行評估和考核。利用試驗數(shù)據(jù)求得產(chǎn)品可對產(chǎn)品可靠性進(jìn)行評估和考核。利用試驗數(shù)據(jù)求得產(chǎn)品可靠性指示值；靠性指示值；提供產(chǎn)品可靠性保證。對批量產(chǎn)品進(jìn)行可靠性篩選，進(jìn)行提供產(chǎn)品可靠性保證。對批量產(chǎn)品進(jìn)行可靠性篩選，進(jìn)行鑒定；鑒定；進(jìn)行可靠性增長。進(jìn)行可靠性增長。五五. . 注意：注意： 試驗環(huán)境盡可能模仿現(xiàn)場使用條件；試驗

4、環(huán)境盡可能模仿現(xiàn)場使用條件； 產(chǎn)品必須穩(wěn)定產(chǎn)品必須穩(wěn)定, ,不穩(wěn)定的做了沒用；不穩(wěn)定的做了沒用； 試驗方法多種多樣試驗方法多種多樣, ,要合理選擇要合理選擇, ,比如說比如說, ,可可靠性增長試驗有單一環(huán)境靠性增長試驗有單一環(huán)境, ,綜合環(huán)境。綜合環(huán)境。六六. . 可靠性試驗的分類可靠性試驗的分類1.1.按試驗場合分：按試驗場合分：1 1）現(xiàn)場試驗；）現(xiàn)場試驗；2 2）試驗室試驗）試驗室試驗, ,試驗條件便于控制。試驗條件便于控制。 2. 2.按產(chǎn)品破壞情況分：按產(chǎn)品破壞情況分： 1）破壞性）破壞性 試件最終要破壞，如：破壞性壽命試驗或破壞性極限條件試驗。試件最終要破壞，如：破壞性壽命試驗或破

5、壞性極限條件試驗。 2) 非破壞性非破壞性 不破壞試件而獲得可靠性數(shù)據(jù)的試驗。不破壞試件而獲得可靠性數(shù)據(jù)的試驗。 3. 3.按試驗?zāi)康姆职丛囼災(zāi)康姆? : 1) 1)可靠性可靠性增長增長試驗試驗 這是一種遵循這是一種遵循 試試- -問問- -改改- -試即不斷進(jìn)行試驗，同時不斷改進(jìn)產(chǎn)品可靠試即不斷進(jìn)行試驗，同時不斷改進(jìn)產(chǎn)品可靠性的試驗，直到可靠性指標(biāo)滿足要求為止，也稱增長試驗。性的試驗，直到可靠性指標(biāo)滿足要求為止，也稱增長試驗。 2) 2) 可靠性鑒定試驗可靠性鑒定試驗 鑒定產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)定的可靠性的試驗，試驗結(jié)果可作為產(chǎn)品定型鑒定產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)定的可靠性的試驗，試驗結(jié)果可作為產(chǎn)品定型的依據(jù)。

6、的依據(jù)。 3) 3) 可靠性驗收試驗可靠性驗收試驗 為確定穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性指標(biāo)是否達(dá)到要求的試驗，一般在廠為確定穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性指標(biāo)是否達(dá)到要求的試驗，一般在廠方和用戶商定的方式下進(jìn)行。方和用戶商定的方式下進(jìn)行。2)2)、3)3)統(tǒng)稱可靠性驗證試驗。統(tǒng)稱可靠性驗證試驗。4. 按試驗應(yīng)力分按試驗應(yīng)力分:1) 常規(guī)可靠性試驗常規(guī)可靠性試驗 產(chǎn)品在接近實際使用條件下進(jìn)行的試驗。試產(chǎn)品在接近實際使用條件下進(jìn)行的試驗。試驗結(jié)果反映實際情況，不過試驗周期長。驗結(jié)果反映實際情況，不過試驗周期長。2) 加速可靠性試驗加速可靠性試驗 條件是不改變失效機理的條件，加大應(yīng)力，條件是不改變失效機理的條件，加大

7、應(yīng)力，使得故障率增大，就是更能激發(fā)出故障，或者說使得故障率增大，就是更能激發(fā)出故障，或者說壽命縮短?？梢?，加速試驗可能在較短時間內(nèi)獲壽命縮短?？梢姡铀僭囼灴赡茉谳^短時間內(nèi)獲得可靠性評定數(shù)據(jù)，或者暴露可能出現(xiàn)的故障。得可靠性評定數(shù)據(jù)，或者暴露可能出現(xiàn)的故障。 注意：注意： 1)關(guān)鍵關(guān)鍵(一般在高溫下一般在高溫下) 加速因子有多大加速因子有多大 2)應(yīng)力應(yīng)力 可靠性試驗中所提到的應(yīng)力包括：可靠性試驗中所提到的應(yīng)力包括：機械應(yīng)力，如沖擊、振動、負(fù)荷等；環(huán)機械應(yīng)力，如沖擊、振動、負(fù)荷等；環(huán)境應(yīng)力，如溫度、濕度、腐蝕等；電應(yīng)境應(yīng)力，如溫度、濕度、腐蝕等；電應(yīng)力，如電流、電壓、功率等。力，如電流、電壓、

8、功率等。 5. 按試驗樣本分按試驗樣本分:1) 全數(shù)試驗全數(shù)試驗 對全部產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗，肯定講，這種大對全部產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗，肯定講，這種大批量試驗，所得到的數(shù)據(jù)很精確，而且置信度很批量試驗，所得到的數(shù)據(jù)很精確，而且置信度很高。但是做全數(shù)試驗，成本太高。工程上經(jīng)常采高。但是做全數(shù)試驗，成本太高。工程上經(jīng)常采用抽樣試驗。用抽樣試驗。2)2)抽樣試驗抽樣試驗 從批量產(chǎn)品中，抽取部分樣品進(jìn)行可靠性試從批量產(chǎn)品中，抽取部分樣品進(jìn)行可靠性試驗，利用試驗結(jié)果計算整批量產(chǎn)品可靠性，并以驗，利用試驗結(jié)果計算整批量產(chǎn)品可靠性，并以此為據(jù)，判斷整批量是否合格。注意，對于整批此為據(jù)，判斷整批量是否合格。注意，

9、對于整批量產(chǎn)品，其中可靠性鑒定試驗和接收試驗時，必量產(chǎn)品，其中可靠性鑒定試驗和接收試驗時，必須采用抽樣試驗。須采用抽樣試驗。 注意：可靠性壽命試驗中，為縮短注意：可靠性壽命試驗中，為縮短試驗時間，抽樣試驗多為截尾試驗，試驗時間，抽樣試驗多為截尾試驗，即參加試驗樣品并非達(dá)到所有產(chǎn)品即參加試驗樣品并非達(dá)到所有產(chǎn)品全部失效就停止了試驗。截尾試驗全部失效就停止了試驗。截尾試驗可分為定時截尾（到規(guī)定的時間，可分為定時截尾（到規(guī)定的時間，即停止試驗）或定數(shù)截尾（到規(guī)定即停止試驗）或定數(shù)截尾（到規(guī)定的失效數(shù)，即停止試驗）。的失效數(shù)，即停止試驗）。 可靠性試驗可靠性試驗工程試驗工程試驗統(tǒng)計試驗統(tǒng)計試驗環(huán)境應(yīng)力

10、篩選試驗環(huán)境應(yīng)力篩選試驗（100%）（元器件、單機）（元器件、單機）可靠性增長試驗可靠性增長試驗（反復(fù)試驗）（反復(fù)試驗）（按模型、經(jīng)驗）（按模型、經(jīng)驗）可靠性驗證試驗可靠性驗證試驗（抽樣）（抽樣）可靠性鑒定試驗可靠性鑒定試驗（定型鑒定）（定型鑒定）可靠性驗收試驗可靠性驗收試驗（批產(chǎn)）（批產(chǎn)）可靠性研制試驗可靠性研制試驗壽命試驗壽命試驗圖圖4-1 可靠性試驗分類圖可靠性試驗分類圖表4-1 各種試驗工作的目的適用對象和適用時機試驗類型試驗?zāi)康倪m用對象適用時機環(huán)境應(yīng)力篩環(huán)境應(yīng)力篩選選剔除早期失效的產(chǎn)品剔除早期失效的產(chǎn)品。主要用于電子產(chǎn)品，主要用于電子產(chǎn)品，也可用于電氣、機電、也可用于電氣、機電、光電

11、和電化學(xué)產(chǎn)品。光電和電化學(xué)產(chǎn)品。產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)階段。階段?？煽啃匝兄瓶煽啃匝兄圃囼炘囼灨倪M(jìn)設(shè)計，提高產(chǎn)品的固有可改進(jìn)設(shè)計，提高產(chǎn)品的固有可靠性水平?？啃运?。主要用于電子、電氣、機主要用于電子、電氣、機電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以及機械產(chǎn)品。及機械產(chǎn)品。產(chǎn)品的研發(fā)階段早產(chǎn)品的研發(fā)階段早期和中期。期和中期?？煽啃栽鲩L可靠性增長試驗試驗這是一種遵循這是一種遵循 試試- -問問- -改改- -試即試即不斷進(jìn)行試驗，同時不斷改進(jìn)不斷進(jìn)行試驗，同時不斷改進(jìn)產(chǎn)品可靠性的試驗，直到可靠產(chǎn)品可靠性的試驗，直到可靠性指標(biāo)滿足要求為止。性指標(biāo)滿足要求為止。主要用于電子、電氣、機主

12、要用于電子、電氣、機電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以及機械產(chǎn)品。及機械產(chǎn)品。產(chǎn)品的研發(fā)階段中產(chǎn)品的研發(fā)階段中期、產(chǎn)品的技術(shù)狀期、產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)大部分已經(jīng)確定。態(tài)大部分已經(jīng)確定?？煽啃澡b定可靠性鑒定試驗試驗鑒定產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)定的可靠鑒定產(chǎn)品是否達(dá)到預(yù)定的可靠性的試驗，試驗結(jié)果可作為產(chǎn)性的試驗，試驗結(jié)果可作為產(chǎn)品定型的依據(jù)。品定型的依據(jù)。主要用于電子、電氣、機主要用于電子、電氣、機電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以及成敗型產(chǎn)品。及成敗型產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計確認(rèn)階段、產(chǎn)品設(shè)計確認(rèn)階段、產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)固化。經(jīng)固化。可靠性驗收可靠性驗收試驗試驗為確定穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠

13、性為確定穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品可靠性指標(biāo)是否達(dá)到要求的試驗指標(biāo)是否達(dá)到要求的試驗主要用于電子、電氣、機主要用于電子、電氣、機電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品以及成敗型產(chǎn)品。及成敗型產(chǎn)品。產(chǎn)品批量生產(chǎn)階段。產(chǎn)品批量生產(chǎn)階段。壽命試驗壽命試驗驗證產(chǎn)品在規(guī)定條件下的使驗證產(chǎn)品在規(guī)定條件下的使用壽命、儲存壽命是否達(dá)到用壽命、儲存壽命是否達(dá)到要求。要求。適用于有使用壽命、儲適用于有使用壽命、儲存壽命要求的各類產(chǎn)品。存壽命要求的各類產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計定型階段、產(chǎn)品設(shè)計定型階段、產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)已經(jīng)固化。經(jīng)固化。 第二章第二章 環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境應(yīng)力篩選4.2.1 環(huán)境應(yīng)力篩選的概念環(huán)境應(yīng)力篩選的

14、概念 1. 定義： 在產(chǎn)品制造過程中，將不符合要求的產(chǎn)品不符合要求的產(chǎn)品（包括成品、半成品）剔除剔除，而將符合要求的符合要求的產(chǎn)品保留下來產(chǎn)品保留下來的試驗過程稱為篩選。注意在產(chǎn)品制造過程中，對各種工藝質(zhì)量的檢驗，成品、半成品的性能參數(shù)測試都要進(jìn)行篩選。 2. 目的： 篩選目的是為剔除早期失效的產(chǎn)品剔除早期失效的產(chǎn)品。4.2.1.1環(huán)境應(yīng)力篩選的基本特性環(huán)境應(yīng)力篩選的基本特性 (1)環(huán)境應(yīng)力篩選既是一種工藝環(huán)境應(yīng)力篩選既是一種工藝,也是一種試驗。也是一種試驗。篩選目的是為剔除早期失效的產(chǎn)剔除早期失效的產(chǎn)品品。 (2)環(huán)境應(yīng)力篩選不能損壞好的部分或引入新的缺陷。應(yīng)力不能超出設(shè)計極限。環(huán)境應(yīng)力篩選

15、不能損壞好的部分或引入新的缺陷。應(yīng)力不能超出設(shè)計極限。 (3)每一種結(jié)構(gòu)類型的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)有其特有的篩選。嚴(yán)格說來，不存在一種通用的對每一種結(jié)構(gòu)類型的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)有其特有的篩選。嚴(yán)格說來，不存在一種通用的對所有產(chǎn)品都具有最佳效果的篩選方法。所有產(chǎn)品都具有最佳效果的篩選方法。4.2.1.2環(huán)境應(yīng)力篩選的條件環(huán)境應(yīng)力篩選的條件 良好的環(huán)境應(yīng)力篩選的條件：良好的環(huán)境應(yīng)力篩選的條件： （1）能夠很快析出潛在缺陷，包括暴露設(shè)計缺陷；）能夠很快析出潛在缺陷，包括暴露設(shè)計缺陷； （2）不會引發(fā)附加的故障，消耗受篩產(chǎn)品壽命。）不會引發(fā)附加的故障，消耗受篩產(chǎn)品壽命。4.2.1.3環(huán)境應(yīng)力篩選與其他試驗的關(guān)系環(huán)境應(yīng)力篩選

16、與其他試驗的關(guān)系 1. 環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性增長試驗環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性增長試驗 環(huán)境應(yīng)力篩選一般只用于暴露并排除早期故障，使產(chǎn)品的可靠性接近設(shè)計的固環(huán)境應(yīng)力篩選一般只用于暴露并排除早期故障，使產(chǎn)品的可靠性接近設(shè)計的固有可靠性水平?？煽啃栽鲩L試驗則是通過消除產(chǎn)品中由設(shè)計缺陷造成的故障源或降有可靠性水平。可靠性增長試驗則是通過消除產(chǎn)品中由設(shè)計缺陷造成的故障源或降低由設(shè)計缺陷造成的故障的發(fā)生概率，提高產(chǎn)品的固有可靠性水平。低由設(shè)計缺陷造成的故障的發(fā)生概率，提高產(chǎn)品的固有可靠性水平。 2.環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性統(tǒng)計試驗環(huán)境應(yīng)力篩選與可靠性統(tǒng)計試驗 環(huán)境應(yīng)力篩選是可靠性統(tǒng)計試驗的預(yù)處理工藝。任何提交用于

17、可靠性統(tǒng)計試驗環(huán)境應(yīng)力篩選是可靠性統(tǒng)計試驗的預(yù)處理工藝。任何提交用于可靠性統(tǒng)計試驗的樣本必須經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選。只有通過環(huán)境應(yīng)力篩選，消除了早期故障的樣本，的樣本必須經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選。只有通過環(huán)境應(yīng)力篩選，消除了早期故障的樣本，其可靠性統(tǒng)計試驗的結(jié)果才代表其真實的可靠性水平。其可靠性統(tǒng)計試驗的結(jié)果才代表其真實的可靠性水平。4.2.2 環(huán)境應(yīng)力篩選使用的典型環(huán)境應(yīng)力環(huán)境應(yīng)力篩選使用的典型環(huán)境應(yīng)力表表4-2 常用的應(yīng)力及其強度、費用和效果常用的應(yīng)力及其強度、費用和效果環(huán)境應(yīng)環(huán)境應(yīng)力力應(yīng)力類型應(yīng)力類型應(yīng)力強度應(yīng)力強度費用費用篩選效果篩選效果溫度溫度恒定高溫恒定高溫低低低低對元器件較對元器件較好好溫度循

18、溫度循環(huán)環(huán)慢速溫變慢速溫變較高較高較低較低不顯著不顯著快速溫變快速溫變高高高高好好溫度沖擊溫度沖擊較高較高適中適中較好較好振動振動掃頻正弦掃頻正弦較低較低適中適中不顯著不顯著隨機振動隨機振動高高高高好好綜合綜合溫度循環(huán)與隨機振動溫度循環(huán)與隨機振動高高很高很高很好很好4.2.2.1恒定高溫恒定高溫 (1)基本參數(shù)：上限溫度基本參數(shù)：上限溫度TU、恒溫時間、恒溫時間t和環(huán)境溫度和環(huán)境溫度Te，真正影響恒定高溫篩選效果的變量是上限溫度真正影響恒定高溫篩選效果的變量是上限溫度TU與環(huán)境溫度與環(huán)境溫度Te之之差，即溫度改變幅度差，即溫度改變幅度TR(TR= TU- Te)。 (2)特性分析：特性分析：

19、恒定高溫篩選也叫高溫老化（老煉），是一種靜態(tài)工藝，目恒定高溫篩選也叫高溫老化（老煉），是一種靜態(tài)工藝，目的是激發(fā)早期故障。的是激發(fā)早期故障。 恒定高溫廣泛用于元器件篩選。恒定高溫廣泛用于元器件篩選。 恒定高溫篩選效果低于溫度循環(huán)。恒定高溫篩選效果低于溫度循環(huán)。 恒定低溫篩選極少使用。恒定低溫篩選極少使用。（3）激發(fā)出的故障模式或影響）激發(fā)出的故障模式或影響金屬表面氧化，導(dǎo)致接觸不良；金屬表面氧化，導(dǎo)致接觸不良；加速金屬之間的擴散；加速金屬之間的擴散；使液體干涸使液體干涸使塑料軟化或變形；使塑料軟化或變形；使絕緣擊穿。使絕緣擊穿。4.2.2.2 溫度循環(huán)溫度循環(huán)(1) 基本參數(shù)：上限溫度基本參數(shù)

20、：上限溫度TU、下限溫度、下限溫度TL，溫度變化速率，溫度變化速率V、上限溫度保溫、上限溫度保溫時間時間tU、下限溫度保溫時間、下限溫度保溫時間tL與循環(huán)次數(shù)與循環(huán)次數(shù)N,如圖如圖9-2所示。所示。 圖圖4-2 溫度循環(huán)溫度循環(huán)(2) 特性分析：特性分析： 對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍TR(TR= TU- TL)、溫度變化速率、溫度變化速率V與循環(huán)次與循環(huán)次數(shù)數(shù)N;(3）激發(fā)出的故障模式或影響）激發(fā)出的故障模式或影響各種微觀裂紋擴大；各種微觀裂紋擴大；連接松弛；連接松弛；接觸電阻加大或開路；接觸電阻加大或開路；密封失效。密封失效。重復(fù)N次時間t溫度TLT

21、UV1V2tLtUT4.2.2.3溫度沖擊溫度沖擊 (1)基本參數(shù)：溫度上限、溫度下限、溫度上限的基本參數(shù)：溫度上限、溫度下限、溫度上限的保持時間、溫度下限的保持時間、溫度轉(zhuǎn)換時間和保持時間、溫度下限的保持時間、溫度轉(zhuǎn)換時間和溫度沖擊循環(huán)次數(shù)。溫度沖擊循環(huán)次數(shù)。(2)特性分析：特性分析：是篩選元器件特別是集成電路器件的有效方法。是篩選元器件特別是集成電路器件的有效方法。使用不方便，監(jiān)測困難。使用不方便，監(jiān)測困難。(3）激發(fā)出的故障模式或影響：類似于溫度循環(huán)。）激發(fā)出的故障模式或影響：類似于溫度循環(huán)。4.2.2.4 隨機振動隨機振動 (1)基本參數(shù)：基本參數(shù)：頻率范圍、加速度功率譜密度（頻率范圍

22、、加速度功率譜密度（PSD)、振動時間、振、振動時間、振動軸向數(shù)。動軸向數(shù)。參見參見GJB1302-1990電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法。 圖圖4-3 隨機振動譜隨機振動譜頻率HZ20 80 350 2000A1 A2 A30.04g2/Hz-3dB/oct+3dB/octGrms=6.06g加速度功率譜密度加速度功率譜密度(m/s2)2/Hz(2) 特性分析：特性分析：一般在一般在1530分鐘內(nèi)均能產(chǎn)生較好效果；分鐘內(nèi)均能產(chǎn)生較好效果；大多數(shù)電子產(chǎn)品經(jīng)受大多數(shù)電子產(chǎn)品經(jīng)受0.04g2/Hz的隨機振動，在的隨機振動，在20分鐘內(nèi)不會產(chǎn)生明顯的疲勞損傷。分鐘內(nèi)不會產(chǎn)生明顯的疲

23、勞損傷。(3）激發(fā)出的故障模式或影響）激發(fā)出的故障模式或影響結(jié)構(gòu)部件、引線或元件接頭產(chǎn)生疲勞；結(jié)構(gòu)部件、引線或元件接頭產(chǎn)生疲勞；電纜磨損；電纜磨損；螺釘連接松弛；螺釘連接松弛；已受損或安裝不當(dāng)?shù)拇嘈越^緣材料出現(xiàn)裂紋；已受損或安裝不當(dāng)?shù)拇嘈越^緣材料出現(xiàn)裂紋；安裝不當(dāng)?shù)募呻娐菲x開插座；安裝不當(dāng)?shù)募呻娐菲x開插座；匯流條及接到電路板上的釬焊接頭受到大應(yīng)力，引匯流條及接到電路板上的釬焊接頭受到大應(yīng)力，引起釬焊薄弱點故障。起釬焊薄弱點故障。4.2.2.5各種應(yīng)力篩選效果的比較各種應(yīng)力篩選效果的比較溫溫度度循循環(huán)環(huán)隨隨機機振振動動恒恒定定高高溫溫電應(yīng)力電應(yīng)力溫溫度度沖沖擊擊 加權(quán)評分值加權(quán)評分值定頻

24、掃頻定頻掃頻 低溫低溫掃頻正弦掃頻正弦綜合環(huán)境綜合環(huán)境機械沖擊機械沖擊潮濕潮濕加速度加速度高度高度圖4-4 各種應(yīng)力篩選效果的比較各種應(yīng)力篩選效果的比較3603303002702402101801501209060300應(yīng)力應(yīng)力4.2.3 推薦的初始篩選方法推薦的初始篩選方法表表4-3 推薦的初始篩選方法推薦的初始篩選方法應(yīng)力應(yīng)力類型類型應(yīng)力參數(shù)和其它要求應(yīng)力參數(shù)和其它要求組裝等級組裝等級組件級組件級單元、設(shè)備級單元、設(shè)備級溫溫度度循循環(huán)環(huán)溫度范圍（溫度范圍（）-55+85-55+70試驗箱空氣溫度變化速率（試驗箱空氣溫度變化速率（ /min） 155上下限溫度保持時間（上下限溫度保持時間（m

25、in)循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)大于等于大于等于25大于等于大于等于10通電通電/斷電工作斷電工作不通電不通電性能監(jiān)測性能監(jiān)測不進(jìn)行不進(jìn)行進(jìn)行進(jìn)行隨隨機機振振動動功率譜密度功率譜密度一般不進(jìn)行振動篩選一般不進(jìn)行振動篩選0.04（6.06頻率范圍頻率范圍202000振動軸向數(shù)振動軸向數(shù)3（一般）（一般）振動持續(xù)時間振動持續(xù)時間（min)51010通電通電/斷電工作斷電工作通電通電性能監(jiān)測性能監(jiān)測進(jìn)行進(jìn)行4.2.4 常規(guī)篩選方法常規(guī)篩選方法常規(guī)篩選方法是指不要求篩選結(jié)果與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)和成本之間建立常規(guī)篩選方法是指不要求篩選結(jié)果與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)和成本之間建立定量關(guān)系的篩選。其過程包括下述定量關(guān)系的篩選。其過

26、程包括下述4個階段。個階段。表表4-4 環(huán)境應(yīng)力篩選程序環(huán)境應(yīng)力篩選程序1234準(zhǔn)準(zhǔn)備備工工作作初始初始性能性能檢測檢測環(huán)境應(yīng)力篩選環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)力施加應(yīng)力施加最最終終性性能能檢檢測測3-13-2尋找和排除故障尋找和排除故障無故障檢測無故障檢測3-1A3-1B3-2A3-2B隨機振動隨機振動溫度循環(huán)溫度循環(huán)溫度循環(huán)溫度循環(huán)隨機振動隨機振動檢查檢查產(chǎn)品、產(chǎn)品、設(shè)備設(shè)備和儀和儀器器常溫常溫運行運行檢測檢測5min10次循環(huán)次循環(huán)（40h)10次循環(huán)連續(xù)無故次循環(huán)連續(xù)無故障（障（40h)5min連續(xù)無故障連續(xù)無故障常溫常溫運行運行檢測檢測 40h 40-80h隨機振動隨機振動 隨機隨機振動振動5mi

27、n 515min 溫度循環(huán)溫度循環(huán) 溫度循環(huán)溫度循環(huán)最長不超過最長不超過20次循次循環(huán)（環(huán)（80h)最長不超過最長不超過15min盡最大可能監(jiān)測性能盡最大可能監(jiān)測性能4.2.4.1篩選前的準(zhǔn)備工作篩選前的準(zhǔn)備工作 按規(guī)定檢查受篩產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)、篩選用試驗按規(guī)定檢查受篩產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)、篩選用試驗設(shè)備和檢測儀表、夾具等是否符合要求。設(shè)備和檢測儀表、夾具等是否符合要求。4.2.4.2初始性能檢測初始性能檢測 按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件對受篩產(chǎn)品進(jìn)行全面的按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件對受篩產(chǎn)品進(jìn)行全面的性能檢測并做好記錄。性能檢測并做好記錄。4.2.4.3尋找和排除故障階段尋找和排除故障階段 1.隨機振動隨機振動

28、2.溫度循環(huán)溫度循環(huán)4.2.4.4無故障檢測階段無故障檢測階段 1.溫度循環(huán)溫度循環(huán) 2.隨機振動隨機振動4.2.4.5最終性能檢測最終性能檢測4.2.5 定量篩選定量篩選1. 定量篩選是指要求在篩選結(jié)果、成本與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)定量篩選是指要求在篩選結(jié)果、成本與產(chǎn)品可靠性目標(biāo)、現(xiàn)場故障修理費用之間建立定量關(guān)系的篩選?，F(xiàn)場故障修理費用之間建立定量關(guān)系的篩選。2. 引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度或殘留缺陷引入缺陷密度、篩選檢出度、缺陷析出密度或殘留缺陷密度等概念。密度等概念。3. 三大目標(biāo)：三大目標(biāo)：1）真正達(dá)到浴盆曲線的故障率恒定階段；）真正達(dá)到浴盆曲線的故障率恒定階段；2）滿足成品率要求

29、；）滿足成品率要求；3）費用低于現(xiàn)場修理費用。）費用低于現(xiàn)場修理費用。9. 參見參見GJB/Z34-1993電子產(chǎn)品電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南4.2.6 高加速應(yīng)力篩選高加速應(yīng)力篩選1.原理原理是一種激發(fā)試驗方法，理論依據(jù)是故障物理學(xué)。是一種激發(fā)試驗方法，理論依據(jù)是故障物理學(xué)。2.特點特點要求對要求對100%產(chǎn)品進(jìn)行。產(chǎn)品進(jìn)行。一般采用恒定的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力。一般采用恒定的環(huán)境應(yīng)力和電應(yīng)力。3.用可靠性強化試驗確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)力量級用可靠性強化試驗確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)力量級應(yīng)用強化試驗方法可以確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)力量級。應(yīng)用強化試驗方法可以確定高加速應(yīng)力篩選的應(yīng)

30、力量級。4.2.7環(huán)境應(yīng)力篩選的工程應(yīng)用要點環(huán)境應(yīng)力篩選的工程應(yīng)用要點1.環(huán)境應(yīng)力篩選的效果主要取決于施加的環(huán)境應(yīng)力、電應(yīng)環(huán)境應(yīng)力篩選的效果主要取決于施加的環(huán)境應(yīng)力、電應(yīng)力水平和檢測儀表能力。力水平和檢測儀表能力。2.環(huán)境應(yīng)力篩選主要用于電子產(chǎn)品，也可用于電氣、機電、環(huán)境應(yīng)力篩選主要用于電子產(chǎn)品，也可用于電氣、機電、光電和電化學(xué)產(chǎn)品。光電和電化學(xué)產(chǎn)品。3.電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選以電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選以GJB1032-1990為基礎(chǔ)，允為基礎(chǔ)，允許適當(dāng)剪裁。非許適當(dāng)剪裁。非電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選可以借鑒電子產(chǎn)品的環(huán)境應(yīng)力篩選可以借鑒GJB/Z34-1993。4.環(huán)境應(yīng)力篩選可用于產(chǎn)品的研發(fā)和生

31、產(chǎn)階段。環(huán)境應(yīng)力篩選可用于產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)階段。5.環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)100%進(jìn)行。進(jìn)行。6.環(huán)境應(yīng)力篩選的環(huán)境應(yīng)力一般是依次施加。環(huán)境應(yīng)力篩選的環(huán)境應(yīng)力一般是依次施加。7.應(yīng)制定環(huán)境應(yīng)力篩選大綱。應(yīng)制定環(huán)境應(yīng)力篩選大綱。8.研發(fā)階段的環(huán)境應(yīng)力篩選結(jié)果應(yīng)深入分析，作為制定生研發(fā)階段的環(huán)境應(yīng)力篩選結(jié)果應(yīng)深入分析，作為制定生產(chǎn)階段環(huán)境應(yīng)力篩選大綱的基礎(chǔ)。產(chǎn)階段環(huán)境應(yīng)力篩選大綱的基礎(chǔ)。 第三章第三章 可靠性可靠性研制研制試驗試驗4.3.1. 基本要求基本要求1.可靠性可靠性研制研制試驗試驗在產(chǎn)品研發(fā)階段進(jìn)行，應(yīng)制定試驗方在產(chǎn)品研發(fā)階段進(jìn)行，應(yīng)制定試驗方案。案。2.應(yīng)對可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品、新技術(shù)

32、含量高的產(chǎn)品實施。應(yīng)對可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品、新技術(shù)含量高的產(chǎn)品實施。3.應(yīng)盡可能結(jié)合產(chǎn)品的研制試驗進(jìn)行。應(yīng)盡可能結(jié)合產(chǎn)品的研制試驗進(jìn)行。4.可采用加速應(yīng)力進(jìn)行。可采用加速應(yīng)力進(jìn)行。5.發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報告、分析和糾正系統(tǒng)。發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報告、分析和糾正系統(tǒng)。4.3.2. 試驗的分類試驗的分類1.可靠性可靠性增長摸底增長摸底試驗試驗（或（或可靠性可靠性摸底摸底試驗試驗）。）。2.可靠性可靠性強化強化試驗試驗或高或高加速壽命試驗加速壽命試驗。3.結(jié)合性能試驗、環(huán)境試驗的結(jié)合性能試驗、環(huán)境試驗的可靠性可靠性研制研制試驗試驗。4.3.3. 可靠性可靠性增長摸底增長摸底試驗試驗 是一種以是一種以

33、可靠性可靠性增長為目的、無增長模型、不確定增長為目的、無增長模型、不確定增長目標(biāo)值、時間較短的增長目標(biāo)值、時間較短的可靠性試驗可靠性試驗。1.試驗試驗對象對象 一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型電子產(chǎn)品為主要對象，類似的機電產(chǎn)品也可考慮。或改型電子產(chǎn)品為主要對象，類似的機電產(chǎn)品也可考慮。2.試驗試驗時間時間 一般取可靠性指標(biāo)中規(guī)定的最低可接受值的一般取可靠性指標(biāo)中規(guī)定的最低可接受值的20%30%，取，取100200小時。小時。3.試驗試驗剖面剖面 應(yīng)模擬產(chǎn)品實際的使用條件制定應(yīng)模擬產(chǎn)品實際的使用條件制定試驗試驗剖面，按剖面，按GJB8

34、99-1990可靠性鑒定與驗收試驗可靠性鑒定與驗收試驗確定。確定。4.受試產(chǎn)品、受試產(chǎn)品、試驗試驗設(shè)備和試驗實施過程的要求設(shè)備和試驗實施過程的要求 受試產(chǎn)品應(yīng)能反映將來生產(chǎn)的產(chǎn)品。受試產(chǎn)品應(yīng)能反映將來生產(chǎn)的產(chǎn)品。 試驗試驗設(shè)備和試驗實施過程的要求可參考正式的設(shè)備和試驗實施過程的要求可參考正式的可靠可靠性性增長增長試驗試驗。 4.3.4 可靠性可靠性強化強化試驗試驗可靠性可靠性強化強化試驗試驗是一種采用加速應(yīng)力的是一種采用加速應(yīng)力的可靠性可靠性研制研制試驗試驗，其目的是使產(chǎn)品設(shè)計得更為其目的是使產(chǎn)品設(shè)計得更為“健壯健壯”。4.3.4.1 試驗試驗對象對象一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研

35、發(fā)一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型電子產(chǎn)品為主要對象，其他產(chǎn)品也可考慮?；蚋男碗娮赢a(chǎn)品為主要對象，其他產(chǎn)品也可考慮。4.3.4.2 試驗試驗應(yīng)力應(yīng)力低溫、高溫、快速低溫、高溫、快速溫度循環(huán)、振動、濕度，以及綜溫度循環(huán)、振動、濕度，以及綜合環(huán)境，電應(yīng)力等。合環(huán)境，電應(yīng)力等。4.3.4.3 應(yīng)力施加順序應(yīng)力施加順序先試驗破壞性比較弱的應(yīng)力類型，再先試驗破壞性比較弱的應(yīng)力類型，再試驗破壞性比試驗破壞性比較強的應(yīng)力類型，比如先低溫、后高溫；先溫度、較強的應(yīng)力類型，比如先低溫、后高溫；先溫度、后振動后振動；先單應(yīng)力、后綜合應(yīng)力先單應(yīng)力、后綜合應(yīng)力。4.3.4.4 試驗試驗剖面剖面一般包

36、括一般包括低溫步進(jìn)應(yīng)力低溫步進(jìn)應(yīng)力試驗試驗剖面剖面、高溫步進(jìn)應(yīng)力、高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗試驗剖剖面、快速面、快速溫變循環(huán)試驗試驗剖面、振動剖面、振動步進(jìn)應(yīng)力步進(jìn)應(yīng)力試驗試驗剖面和剖面和綜合應(yīng)力綜合應(yīng)力試驗試驗剖面。典型的如圖剖面。典型的如圖9-5、4-6、4-7。保溫保溫520min檢測檢測步長步長10步長步長5時間（時間（min）圖圖4-5 高溫步進(jìn)應(yīng)力高溫步進(jìn)應(yīng)力試驗試驗剖面剖面 溫度溫度 （）破壞極限破壞極限 工作極限工作極限 +20-40圖圖4-7 振動步進(jìn)應(yīng)力振動步進(jìn)應(yīng)力試驗試驗剖面示意圖剖面示意圖振動應(yīng)力（振動應(yīng)力（g) 破壞極限破壞極限 工作極限工作極限時間（時間（min）檢測檢測5m

37、in步長步長5g步長步長5g圖圖4-6 快速溫變循環(huán)快速溫變循環(huán)試驗試驗剖面示意圖剖面示意圖保溫保溫1020min保溫保溫1020min檢測檢測溫變率溫變率15/min6個循環(huán)個循環(huán)時間（時間（min）溫度溫度（）上限上限 +20 下限下限4.3.4.5 受試產(chǎn)品、受試產(chǎn)品、試驗試驗設(shè)備和試驗實施過程的要求設(shè)備和試驗實施過程的要求 受試產(chǎn)品必須經(jīng)過全面的功能、性能受試產(chǎn)品必須經(jīng)過全面的功能、性能試驗試驗。 試驗試驗設(shè)備是以液氮制冷技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備是以液氮制冷技術(shù)實現(xiàn)快速溫變；以氣快速溫變；以氣錘連續(xù)沖擊多向激勵技術(shù)實現(xiàn)三軸六自由度的振動環(huán)錘連續(xù)沖擊多向激勵技術(shù)實現(xiàn)三軸六自由度的振動環(huán)境。也可利用傳

38、統(tǒng)的電動臺和溫濕箱組成的境。也可利用傳統(tǒng)的電動臺和溫濕箱組成的“三綜合三綜合”試驗試驗設(shè)備。設(shè)備。4.3.4.6 可靠性可靠性強化強化試驗試驗的步驟的步驟1)受試產(chǎn)品首先進(jìn)行全面的功能、性能受試產(chǎn)品首先進(jìn)行全面的功能、性能試驗試驗；2)按照按照試驗試驗剖面進(jìn)行試驗；剖面進(jìn)行試驗；3)出現(xiàn)故障時應(yīng)記錄、分析；出現(xiàn)故障時應(yīng)記錄、分析；4)采取改進(jìn)措施后再試驗，確認(rèn)措施有效性。如此重采取改進(jìn)措施后再試驗，確認(rèn)措施有效性。如此重復(fù)復(fù)“試驗試驗-分析分析-改進(jìn)改進(jìn)-再再試驗試驗”，直到滿足要求。，直到滿足要求。4.3.4.7 步進(jìn)應(yīng)力施加方法步進(jìn)應(yīng)力施加方法1)高高/低溫步進(jìn)應(yīng)力施加方法低溫步進(jìn)應(yīng)力施加

39、方法（1）起點溫度：室溫）起點溫度：室溫（2）每步保持時間：）每步保持時間：1020分鐘分鐘（3）步長：）步長：5 20（4）工作極限：）工作極限：（5）試驗終止判據(jù)：試件的破壞極限或試驗箱的最高溫度。）試驗終止判據(jù)：試件的破壞極限或試驗箱的最高溫度。2) 快速溫變循環(huán)應(yīng)力施加方法快速溫變循環(huán)應(yīng)力施加方法（1）上下限溫度：）上下限溫度：（2）溫變率：）溫變率：（3）上下限溫度持續(xù)時間：）上下限溫度持續(xù)時間：（4）溫度循環(huán)次數(shù)：）溫度循環(huán)次數(shù)：（5）試驗終止判據(jù)：試件發(fā)生不可修復(fù)故障或溫變率達(dá)到）試驗終止判據(jù)：試件發(fā)生不可修復(fù)故障或溫變率達(dá)到試驗箱的最大值；完成試驗箱的最大值；完成6個循環(huán)仍不出

40、現(xiàn)故障。個循環(huán)仍不出現(xiàn)故障。3) 振動步進(jìn)應(yīng)力施加方法振動步進(jìn)應(yīng)力施加方法（1）振動應(yīng)力起點值：）振動應(yīng)力起點值：（2）每步保持時間：）每步保持時間：510分鐘分鐘（3）步長：）步長：5 20（4）工作極限和破壞極限：）工作極限和破壞極限：（5）試驗終止判據(jù)：試件的破壞極限或達(dá)到試驗）試驗終止判據(jù)：試件的破壞極限或達(dá)到試驗箱的最高值。箱的最高值。4) 綜合應(yīng)力施加方法綜合應(yīng)力施加方法（1）溫度循環(huán)：）溫度循環(huán)：（2）振動應(yīng)力：）振動應(yīng)力：（5）試驗終止判據(jù)：試件發(fā)生不可修復(fù)故障或完）試驗終止判據(jù)：試件發(fā)生不可修復(fù)故障或完成設(shè)定的成設(shè)定的試驗試驗剖面剖面。4.3.5 可靠性可靠性研制研制試驗試驗

41、的工程應(yīng)用要點的工程應(yīng)用要點 1.在研發(fā)階段應(yīng)盡早開展在研發(fā)階段應(yīng)盡早開展可靠性可靠性研制研制試驗試驗,通過試驗、分通過試驗、分析、改進(jìn)過程來提高產(chǎn)品的可靠性析、改進(jìn)過程來提高產(chǎn)品的可靠性。2.可靠性可靠性研制研制試驗試驗是產(chǎn)品是產(chǎn)品研發(fā)研發(fā)試驗試驗的組成部分的組成部分,應(yīng)盡可能應(yīng)盡可能與產(chǎn)品的與產(chǎn)品的研制研制試驗試驗結(jié)合進(jìn)行。結(jié)合進(jìn)行。3.應(yīng)制定應(yīng)制定可靠性可靠性研制研制試驗試驗方案方案,并對可靠性關(guān)鍵并對可靠性關(guān)鍵產(chǎn)品產(chǎn)品,尤其尤其是新技術(shù)含量較高的產(chǎn)品實施是新技術(shù)含量較高的產(chǎn)品實施可靠性可靠性研制研制試驗試驗。4.可靠性可靠性研制研制試驗試驗可采用加速可采用加速應(yīng)力進(jìn)行。應(yīng)力進(jìn)行。5.試

42、驗試驗中發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報告中發(fā)生的故障均應(yīng)納入故障報告分析和糾正系統(tǒng)分析和糾正系統(tǒng),并對并對試驗試驗后產(chǎn)品的后產(chǎn)品的可靠性可靠性狀況做出說明狀況做出說明。 第四章第四章 可靠性可靠性增長增長試驗試驗缺陷有系統(tǒng)性缺陷和殘余缺陷。系統(tǒng)性缺陷和殘余缺陷?？煽啃栽鲩L可靠性增長就就是改正產(chǎn)品中的缺陷。其途徑：故障源檢測檢測(分析和試驗)即“試驗分析改進(jìn)”過程。4.4.1 可靠性增長試驗的概念可靠性增長試驗的概念 1.可靠性增長試驗的定義 可靠性增長試驗可靠性增長試驗是指在真實或模擬真實真實或模擬真實的環(huán)境條件下對產(chǎn)品進(jìn)行正規(guī)試驗的過程。 可靠性增長可靠性增長是指通過逐步改正產(chǎn)品設(shè)汁與制造中的缺陷

43、，不斷提高產(chǎn)品可靠性的過程。 反饋其特點：其特點：(1) 可靠性增長試驗對象是經(jīng)環(huán)境試驗的樣機或是生產(chǎn)的樣品；(2)可靠性增長試驗的剖面是真實剖面或模擬真實剖面(按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn))； 2. 可靠性增長試驗方式可靠性增長試驗一般有以下三種方式：三種方式：(1) 試驗 改進(jìn) 再試驗。通過試驗暴露問題 分析原因 立即改進(jìn) 再試驗，如此反復(fù),即邊試邊改邊試邊改。增長曲線如圖9-4-1(a)所示為平滑型。圖9-4-1 可靠性增長試驗方式(2) 試驗 發(fā)現(xiàn)問題 再試驗。通過試驗暴露問題 不立即不立即改進(jìn) 再試驗再暴露問題 一起改進(jìn)起改進(jìn)。增長曲線如圖9-4-1(b)所示為階梯型階梯型。圖9-4-1 可靠性增長試

44、驗方式(3) 待延緩改進(jìn)的試驗 改進(jìn) 再試驗。有些問題立即改進(jìn)有些問題延緩改進(jìn)試驗暴露問題增長曲線如圖9-4-1(c)所示為階躍型階躍型。圖9-4-1 可靠性增長試驗方式4.4.2 可靠性可靠性增長增長試驗試驗的對象的對象1.一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型產(chǎn)品。一般以較為復(fù)雜、重要度較高、無繼承性的新研發(fā)或改型產(chǎn)品。2.在研發(fā)試驗和系統(tǒng)綜合實驗、現(xiàn)場使用中問題較多的產(chǎn)品。在研發(fā)試驗和系統(tǒng)綜合實驗、現(xiàn)場使用中問題較多的產(chǎn)品。3.對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)影響較大的單元。對產(chǎn)品可靠性指標(biāo)影響較大的單元。4.4.3 可靠性可靠性增長增長試驗試驗的剖面的剖面可靠性可靠性增長增長試驗試驗的剖面

45、一般應(yīng)與的剖面一般應(yīng)與可靠性可靠性鑒定鑒定試驗試驗的剖面一致。的剖面一致。4.4.4 試驗試驗前應(yīng)具備的條件前應(yīng)具備的條件1.制定試驗大綱。制定試驗大綱。2.試驗前的準(zhǔn)備試驗前的準(zhǔn)備（1）最新的可靠性預(yù)計；）最新的可靠性預(yù)計；（2）進(jìn)行）進(jìn)行FMSA.（3）同一批產(chǎn)品通過性能試驗與環(huán)境試驗。）同一批產(chǎn)品通過性能試驗與環(huán)境試驗。（4）經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選；）經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選；（5）FRACAS能配合運轉(zhuǎn)。能配合運轉(zhuǎn)。4.4.5. 試驗試驗實施過程的要求實施過程的要求4.4.5.1 受試產(chǎn)品的安裝受試產(chǎn)品的安裝4.4.5.2 試驗試驗前前試驗試驗期間期間試驗試驗結(jié)束時的測量結(jié)束時的測量4.4.5.3

46、故障分類和故障處理故障分類和故障處理4.4.5.4. 維修維修4.4.5.5 試驗試驗計劃曲線計劃曲線4.4.5.6 試驗試驗的監(jiān)控的監(jiān)控4.4.5.7 試驗試驗結(jié)束結(jié)束4.4.5.8 試驗試驗結(jié)束后的評審結(jié)束后的評審4.4.6. 常用的常用的可靠性可靠性增長模型增長模型 為了實現(xiàn)對可靠性增長的管理 , 需用數(shù)學(xué)模型對增長需用數(shù)學(xué)模型對增長速度作評估速度作評估。 常用模型很多 , 下面介紹三種模型。4.4.6.1 Compertz 增長模型增長模型 Compertz 增長模型是時間序列分析中用來反映增長趨勢的一種工具。特點特點： 這模型開始增長較快 , 以后逐步減慢 , 最后趨于一個極限。(2

47、) Compertz 增長模型的表達(dá)式表達(dá)式：式中 N 時期序號; R(N) 時期N的可靠性； a,b,c 模型參數(shù), 0a1, 0b1, 0c工作應(yīng)力工作應(yīng)力貯存壽命試驗工作壽命試驗保證產(chǎn)品貯存壽命貯存壽命保證產(chǎn)品工作壽命工作壽命(2)按欲測定各階段可靠性可靠性可分為： (3)按進(jìn)行試驗的截尾方式截尾方式可分為： 截尾試驗非截尾試驗定時定時截尾定數(shù)定數(shù)截尾4. 各類壽命試驗的定義或含義(1) 長期壽命試驗： 模仿正常工作應(yīng)力正常工作應(yīng)力進(jìn)行的壽命試驗，該試驗需要較長的時間， 如要求某種產(chǎn)品在某一工作應(yīng)力下，應(yīng)保工作100000h，則按該工作應(yīng)力試驗，實驗人員三班倒工作(100000h24h)

48、4167天，看其工作有無故障。 因此可知，長期壽命長期壽命試驗需要的時間是比較長的。 (2) 加速壽命試驗： 是在既不改變產(chǎn)品的失效機理又不增加新的失效因子的前提下，提高試驗應(yīng)力提高試驗應(yīng)力，加速產(chǎn)加速產(chǎn)品失效品失效進(jìn)程的一種試驗試法。 這種試驗可以用較短的時間快速的評價用較短的時間快速的評價產(chǎn)品的可靠性產(chǎn)品的可靠性。 如鐘表發(fā)條的拉平試驗就是一種加速試驗（因為它試驗中施加的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常工應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常工作時承受的應(yīng)力作時承受的應(yīng)力，任何鐘表工作中發(fā)條都不會出現(xiàn)被拉成直線的狀態(tài)）。 恒定應(yīng)力加速壽命試驗(圖8-3a) 在試驗過程中應(yīng)力應(yīng)力保持不變保持不變 的試驗的試驗。 特點特點：數(shù)據(jù)容

49、易處理,外推準(zhǔn)確性較高，但試驗時間較長。 步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(圖8-3b) 試驗過程中應(yīng)力隨時間分階段逐步分階段逐步增強的試驗。特點：特點： 預(yù)計精確性低（因為這種方法忽略了低一級應(yīng)力試驗對高一級應(yīng)力試驗的影響，這是不符合實際情況的）。 但其試驗周期短，故常用于定性分析定性分析場合 （行否？好、壞）。 序進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(圖8-3c) 試驗過程中應(yīng)力隨時間等速連續(xù)增強等速連續(xù)增強的試驗。 特點：特點： 試驗周期短，但需要有專門的程專門的程序控制序控制設(shè)備，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜。 (3) 貯存壽命試驗： 產(chǎn)品在規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行非工作非工作狀態(tài)的存放試驗狀態(tài)的存放試驗。 通過貯存試驗可以了解產(chǎn)品在

50、特定環(huán)境條件下的貯存可靠性貯存可靠性。如解決貯存期間的參數(shù)變化規(guī)律，能否保持原有的可靠性指標(biāo)，貯存期可多長等。 注意：注意： 貯存條件貯存條件根據(jù)產(chǎn)品的實際貯存情況可有室內(nèi)，棚下、露天、坑道等。 由于貯存試驗樣品處于非工作狀態(tài)，失效率較低，通常要選擇較多選擇較多的樣品做較長期的觀察測量。(4) 工作壽命試驗 對產(chǎn)品在規(guī)定條件下（保證工作狀態(tài)）作加負(fù)荷的試驗作加負(fù)荷的試驗。 (5) 非截尾壽命試驗 試驗一直進(jìn)行到全部試驗樣品都失效全部試驗樣品都失效才截止的試驗。(6) 截尾壽命試驗： 試驗沒有進(jìn)行到全部試驗樣品都失效沒有進(jìn)行到全部試驗樣品都失效就截止的試驗。 定時截尾： 試驗進(jìn)行到規(guī)定的時間就結(jié)

51、束。 定數(shù)截尾： 試驗進(jìn)行到規(guī)定的失效數(shù)規(guī)定的失效數(shù)就結(jié)束。 我們講以上概念，主要是為了使大家會應(yīng)用之設(shè)計壽命試驗，以保證產(chǎn)品的可靠性。 因此下面我們講壽命試驗和加速壽命試驗的設(shè)計問題。 圖圖4-13 壽命壽命試驗試驗分類分類壽命壽命試驗試驗按試驗按試驗場地分類場地分類按試驗按試驗?zāi)康姆诸惸康姆诸惏词┘討?yīng)力按施加應(yīng)力水平分類水平分類按產(chǎn)品按產(chǎn)品狀態(tài)分類狀態(tài)分類外場使用外場使用壽命壽命試驗試驗廠內(nèi)廠內(nèi)(實驗室實驗室)壽命壽命試驗試驗壽命驗證壽命驗證試驗試驗壽命測定壽命測定試驗試驗正常應(yīng)力正常應(yīng)力壽命壽命試驗試驗加速應(yīng)力加速應(yīng)力壽命壽命試驗試驗儲存壽命儲存壽命試驗試驗工作壽命工作壽命試驗試驗定型階

52、段定型階段壽命壽命試驗試驗驗收階段驗收階段壽命壽命試驗試驗恒定應(yīng)力加速恒定應(yīng)力加速壽命壽命試驗試驗步進(jìn)應(yīng)力加速步進(jìn)應(yīng)力加速壽命壽命試驗試驗序進(jìn)應(yīng)力加速序進(jìn)應(yīng)力加速壽命壽命試驗試驗4.6.1 正常應(yīng)力壽命正常應(yīng)力壽命試驗試驗(廠內(nèi)壽命廠內(nèi)壽命試驗試驗)1.試驗試驗條件條件 盡可能模擬實際的使用條件盡可能模擬實際的使用條件,包括環(huán)境條件包括環(huán)境條件工作條件和維護(hù)條件工作條件和維護(hù)條件.2.受試產(chǎn)品的選擇受試產(chǎn)品的選擇3.受試產(chǎn)品數(shù)量受試產(chǎn)品數(shù)量 不應(yīng)少于不應(yīng)少于2個個.上述的抽樣方法同樣適用于產(chǎn)品壽命試驗。上述的抽樣方法同樣適用于產(chǎn)品壽命試驗。 僅是用可接收的失效率僅是用可接收的失效率 (記作記作

53、AFR)去代替去代替AQL( p1)；用極限失效率用極限失效率 (記作記作LFR)去代替去代替LTPD ( p2 )，去計算去計算 n 和和 c 。4.故障判據(jù)故障判據(jù) 對于可修復(fù)產(chǎn)品對于可修復(fù)產(chǎn)品,發(fā)生在耗損期內(nèi)的耗損性故障為關(guān)聯(lián)故障。對于發(fā)生在耗損期內(nèi)的耗損性故障為關(guān)聯(lián)故障。對于不可修復(fù)產(chǎn)品不可修復(fù)產(chǎn)品,發(fā)生在耗損期內(nèi)的耗損性故障和偶然故障均為關(guān)聯(lián)故障。發(fā)生在耗損期內(nèi)的耗損性故障和偶然故障均為關(guān)聯(lián)故障。5.試驗試驗時間和時間和試驗試驗終止終止（1）對于測定）對于測定試驗試驗，要持續(xù)到超過要求的壽命值，或出現(xiàn)，要持續(xù)到超過要求的壽命值，或出現(xiàn)耗損性故障耗損性故障時終止。時終止。（2）對于鑒定

54、對于鑒定試驗試驗，要持續(xù)到要求的壽命值時終止。，要持續(xù)到要求的壽命值時終止。（3）對于驗收）對于驗收試驗試驗，要持續(xù)到要求的壽命值時終止。，要持續(xù)到要求的壽命值時終止。（4）受試產(chǎn)品沒有出現(xiàn)故障時，）受試產(chǎn)品沒有出現(xiàn)故障時，試驗試驗時產(chǎn)品的最長工作時間應(yīng)是規(guī)定時產(chǎn)品的最長工作時間應(yīng)是規(guī)定壽命的壽命的1.5倍。倍。（5）受試產(chǎn)品全部出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障時，則終止）受試產(chǎn)品全部出現(xiàn)關(guān)聯(lián)故障時，則終止試驗試驗。4.6.2 加速壽命加速壽命試驗試驗4.6.2.1 加速模型加速模型1)以溫度作為加速變量，采用阿倫尼斯模型以溫度作為加速變量，采用阿倫尼斯模型2)以電壓或壓力作為加速變量，壽命與電壓或壓力關(guān)系以電壓

55、或壓力作為加速變量，壽命與電壓或壓力關(guān)系模型模型3)壽命加速系數(shù)壽命加速系數(shù)4.6.2.2 恒定應(yīng)力加速壽命恒定應(yīng)力加速壽命試驗試驗的一般步驟及需要考慮的的一般步驟及需要考慮的事項事項1)加速變量選取加速變量選取2)應(yīng)力水平選取應(yīng)力水平選取3)配置加速曲線配置加速曲線4)求加速系數(shù)求加速系數(shù) 我們主要考慮恒定應(yīng)力加速試驗恒定應(yīng)力加速試驗，且不做定量的詳細(xì)分析，大家看書上寫的有關(guān)內(nèi)容時，應(yīng)注意使用公式的條件，而不能將其盲目地“放之四海而皆準(zhǔn)”。 1. 加速壽命試驗設(shè)計中應(yīng)考慮的問題考慮的問題(1) 加速應(yīng)力類型 S S 的選擇： 對某一產(chǎn)品選什么作加速應(yīng)力？是溫度？是工作電流？工作電壓。注意：其

56、失效機理失效機理分析。 在估計電子元器件在常溫下貯存在常溫下貯存時,一般選溫度為選溫度為S。其反應(yīng)速率與T之間按下式計算：kTAeAdtdM/0E(8-3)式中 AE 失效機構(gòu)激活能,單位為ev； k 玻爾茲曼常數(shù)； T 絕對溫度； A0 常數(shù)。 在估計電子元器件在額定工作條件下工作在額定工作條件下工作時,可選直流電壓選直流電壓(或電流、功率或電流、功率)為為S。其產(chǎn)品壽命 t 與電壓V之間按下式計算：cdVt1(8-4)式中 d、c 正的常數(shù)。(2) 確定加速應(yīng)力水平（S1, S2, SK）和 樣品數(shù)量 k不能小于4，但也不宜很大。 Smax和Smin之間應(yīng)有較大間隔以保證試驗 的準(zhǔn)確性。

57、其中應(yīng)力應(yīng)接近或等于產(chǎn)品工作的額定值，Smax,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，以免帶來新的失效機理。 應(yīng)力水平間隔應(yīng)合適，對某情況的定量研究(見教材) 。如溫度：) 1/()11(;. 211; 1111312kTTTTTTk(8-5)如電應(yīng)力：) 1)/(lg-(lg. ; 2lglgV ; lglg11312kVVVVVk(8-6)試驗樣品選擇試驗樣品選擇： 隨機抽取。 等分k 組，每組樣品一般不少于10只，特殊情況不少于5只。(3) 確定測試周期和停試時間(見表8-3)2. 加速壽命試驗的前提條件加速壽命試驗的前提條件見教材。 恒定應(yīng)力壽命試驗和加速壽命試驗，產(chǎn)品失

58、效分布為其他分布試驗見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.6.3 壽命壽命試驗試驗的工程應(yīng)用要點的工程應(yīng)用要點 1.只有影響系統(tǒng)使用安全和嚴(yán)重影響任務(wù)完成的產(chǎn)品只有影響系統(tǒng)使用安全和嚴(yán)重影響任務(wù)完成的產(chǎn)品才開展壽命才開展壽命試驗試驗。 2.壽命壽命試驗試驗考核的是壽命指標(biāo)，而不是產(chǎn)品的保證期?？己说氖菈勖笜?biāo)，而不是產(chǎn)品的保證期。 3.壽命壽命試驗試驗條件不宜過高或過低。條件不宜過高或過低。 4.壽命壽命試驗試驗需開展專項評審，慎重開展。需開展專項評審，慎重開展。練習(xí)四練習(xí)四一。單項選擇題一。單項選擇題 401. 環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)（環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)（ ）。）。 A100%進(jìn)行進(jìn)行; B抽樣進(jìn)行抽樣進(jìn)行; C視產(chǎn)品質(zhì)量情

59、況具體決定試驗樣本量視產(chǎn)品質(zhì)量情況具體決定試驗樣本量; D條件不具備可部分進(jìn)行條件不具備可部分進(jìn)行. 402. 剔除由不良元器件、零部件或工藝缺陷引起的早期剔除由不良元器件、零部件或工藝缺陷引起的早期故障的方法是（故障的方法是（ ）。）。 A環(huán)境應(yīng)力篩選試驗；環(huán)境應(yīng)力篩選試驗； B常規(guī)的方法；常規(guī)的方法； C目視檢查目視檢查 ； D任何方法或試驗任何方法或試驗 . 403. 可靠性增長試驗是（可靠性增長試驗是（ ）：）： A.在真實或模擬環(huán)境條件下，有計劃的激發(fā)故障、分在真實或模擬環(huán)境條件下，有計劃的激發(fā)故障、分析故障和改進(jìn)設(shè)計并證明改進(jìn)措施的有效性析故障和改進(jìn)設(shè)計并證明改進(jìn)措施的有效性; B

60、.其目的是增長產(chǎn)品的可靠性，滿足可靠性指標(biāo)的要其目的是增長產(chǎn)品的可靠性，滿足可靠性指標(biāo)的要求求; C.試驗時機一般在工程研制階段試驗時機一般在工程研制階段; D.以上全對。以上全對。 404. 可靠性增長率m的正常范圍為（ ）： A. 0.30.6之間。 B. 0.10.3之間， C. 0.60.7之間; D. 0.80.9之間. 405. 可靠性增長的監(jiān)控應(yīng)貫穿整個試驗過程，其方法是( ): A. 圖分析法; B. 統(tǒng)計分析法; C. A或B; D.不必監(jiān)控。 406. 可靠性增長試驗試驗報告內(nèi)容主要包括( )： A. MTBF目標(biāo)值、試驗依據(jù)及引用文件； B. 試驗日志、試驗設(shè)備運行記錄和