產(chǎn)品可靠性試驗概述(共76p)課件

1、產(chǎn)品可靠性試驗 質(zhì)量部Prepare by : Chaste li 李鳳設(shè)第1頁，共77頁。環(huán)境應(yīng)力篩選試驗技術(shù)(ESS)高加速壽命測試（HALT）課程重點第2頁，共77頁。可靠性的重要如果我們的產(chǎn)品有高的可靠性，那就能打入激烈競爭的世界市場，從而獲得巨大經(jīng)濟效益；相反，則會被擠出市場電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度在不斷增加一般說來，電子設(shè)備所用的元器件數(shù)量越多，其可靠性問題就越嚴(yán)重提高產(chǎn)品的信譽，企業(yè)的信譽產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)作為衡量電子元器件質(zhì)量好壞的標(biāo)志，這只反映了產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個方面，還不能反映產(chǎn)品質(zhì)量的全貌。可靠性就是信譽，就是市場。高可靠性產(chǎn)品可獲得高的經(jīng)濟效益減少設(shè)備故障導(dǎo)致的停產(chǎn)損失，設(shè)備

2、故障影響生產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟損失，特別是大型流程企業(yè)，關(guān)鍵設(shè)備的故障導(dǎo)致工廠停產(chǎn)導(dǎo)致巨大損失；高可靠性減少設(shè)備的維修費用高可靠性產(chǎn)品，才有高的競爭能力第3頁，共77頁。什么是可靠性？可靠性的定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間（或操作次數(shù)）內(nèi)完成規(guī)定規(guī)定功能的能力。規(guī)定的條件：以時間為尺度度量產(chǎn)品的可靠特性，它是可靠性區(qū)別與產(chǎn)品其他特性的重要特性。產(chǎn)品的可靠性與規(guī)定的時間是密切相關(guān)的。產(chǎn)品的可靠性隨著其使用時間的增長而降低。負載和維護條件：如供電電壓、輸出功率、載荷、使用方法、使用頻率、操作人員的技術(shù)水平、維修方法等。環(huán)境條件：如氣候環(huán)境（溫度、濕度、壓力等）、生物和化學(xué)環(huán)境（生物作用物質(zhì)霉

3、菌、化學(xué)作用物質(zhì)鹽霧等）、機械環(huán)境（振動、沖擊等）、電磁環(huán)境（電場、磁場、電磁場等）。儲存條件：如運輸和保管等條件。規(guī)定的功能：指產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)條件中所規(guī)定的各項技術(shù)性能（技術(shù)指標(biāo)），如儀器儀表的準(zhǔn)確度及其他靜態(tài)、動態(tài)性能指標(biāo)等。規(guī)定的條件第4頁，共77頁。使用可靠性：產(chǎn)品在使用中表現(xiàn)出的一種能力特性，它與固有可靠性、安裝、操作、維修等有關(guān)?？煽啃缘姆诸?定義 固有可靠性：產(chǎn)品在設(shè)計制造中賦予的可靠性。基本可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下無故障的持續(xù)時間或概率。任務(wù)可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。第5頁，共77頁。 失效率早 夭期 隨機失效期老 化 期產(chǎn)品壽命期韋布爾分布指數(shù)分布

4、正態(tài)分布產(chǎn)品失效的三個時期浴缸曲線什么是失效率曲線（浴盤曲線）？產(chǎn)品的失效率隨工作時間的變化具有不同的特點，根據(jù)長期以來的理論研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)多數(shù)設(shè)備失效率曲線形同浴盤的剖面，它明顯地分為三段，分別對元器件的三個不同階段或時期。早夭期隨機失效期老化期表明器件在開始使用時，失效率很高，但隨著產(chǎn)品工作時間的增加，失效率迅速降低，這一階段失效的原因大多是由于設(shè)計、原材料和制造過程中的缺陷造成的。為了縮短這一階段的時間，產(chǎn)品應(yīng)在投入運行前進行試運轉(zhuǎn)，以便及早發(fā)現(xiàn)、修正和排除故障；或通過試驗進行篩選，剔除不合格品。偶然失效期，也稱隨機失效期；這一階段的特點是失效率較低，且較穩(wěn)定，往往可近似看作常數(shù)，

5、產(chǎn)品可靠性指標(biāo)所描述的就是這個時期，這一時期是產(chǎn)品的良好使用階段。耗損失效期；該階段的失效率隨時間的延長而急速增加，主要原因是器件的損失己非常的嚴(yán)重，壽命快到盡頭了，可適當(dāng)?shù)木S修或直接更換了。第6頁，共77頁。早夭期故障率高:時間增加時,故障率減少.故障原因: 1.設(shè)計缺陷.2.制程錯誤.3.使用不當(dāng).4.組件不良.故障消除法:1.除錯(Debugging)2.燒機(Burnin)3.篩選(Screening)老化期/磨耗期故障率高:時間增加,故障率增加.故障原因:1.疲乏2.老化3.劣化4.磨耗(Wear-out)故障消除法:1.預(yù)防保養(yǎng)(Preventive Maintenance)2.預(yù)

6、先更換零件.3.翻修(Overhaul)隨機失效期/可用期故障率為一定常數(shù),故障率穩(wěn)定且低.故障原因:1.偶發(fā)的(Chance Failure).2.設(shè)計先天限制.3.使用造成意外.4.保養(yǎng),維修不良.故障消除法:1.重新設(shè)計.2.制程管制.3.維修保養(yǎng).失效時期早夭期隨機失效期老化期常見失效機理設(shè)計不夠完善環(huán)境條件的變化波動氧化,腐蝕選用有缺陷的原材料誤用疲勞,磨損制程,工藝不夠完善性能退化各個失效期的原因及預(yù)防措施第7頁，共77頁。各個階段可靠性試驗-目的（1）在研制階段：使產(chǎn)品達到預(yù)定的可靠性指標(biāo)發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷、零組件缺陷、工藝技術(shù)缺陷、環(huán)境適應(yīng)性方面存在的問題，經(jīng)過反復(fù)實驗與改進，達到預(yù)

7、定的要求。（2）在產(chǎn)品研制定型時：進行可靠性鑒定新產(chǎn)品研制定型時，要根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（或產(chǎn)品技術(shù)條件）進行鑒定實驗，以便全面考核產(chǎn)品是否達到規(guī)定的可靠性指標(biāo)。（3）在生產(chǎn)過程中：控制產(chǎn)品的質(zhì)量因原材料質(zhì)量較差或工藝流程失控等原因造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，在產(chǎn)品的可靠性實驗中就能反映出來，從而及時采取糾正措施使產(chǎn)品質(zhì)量恢復(fù)正常。（4）出貨前，進行可靠性篩選：提高整批產(chǎn)品的可靠性水平將各種原因如原材料有缺陷、工藝措施不當(dāng)、操作人員疏忽、生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障、質(zhì)量檢驗不合格等）造成早期失效的產(chǎn)品剔除掉，從而提高整批產(chǎn)品的可靠性水平。以免該產(chǎn)品于日后使用過程中,遭受環(huán)境應(yīng)力時而導(dǎo)致失效發(fā)生（5）研制、售后：研究產(chǎn)品的

8、失效機理發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品潛在失效模式，找出引起產(chǎn)品失效機理，產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的措施來提高產(chǎn)品的可靠性水平。第8頁，共77頁。老化試驗(老煉試驗)環(huán)境應(yīng)力篩選試驗ESS可靠性增長試驗可靠性驗收試驗可靠性鑒定試驗(MTBF)高加速壽命試驗HALT高加速環(huán)境應(yīng)力篩選試驗HASS 壽命試驗?zāi)途眯栽囼?可靠性強化試驗可靠性試驗的類型第9頁，共77頁。篩選試驗：增長試驗：溫度循環(huán)隨機振動高溫冷熱沖擊單頻正弦振動體溫機械沖擊濕度加速度暴露材料和制造工藝中的缺陷，剔除產(chǎn)品早期故障；激發(fā)產(chǎn)品故障隱患，進行設(shè)計改進，提高其固有可靠性；驗證設(shè)計可行性，通常是在實驗室標(biāo)準(zhǔn)狀況下，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計上的缺陷及弱點統(tǒng)計試驗工程

9、試驗驗收試驗（批接收）鑒定試驗（評價MTBF）試驗的分類對產(chǎn)品的可靠性水平進行評價時，它運用抽樣方案，在保證生產(chǎn)者不致使質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品被拒收的條件下進行鑒定實驗。第10頁，共77頁。試驗項目環(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)性故障時間/階段交付使用前研發(fā)/使用期間試樣全體產(chǎn)品樣品方法試驗-激發(fā)故障試驗-改進-試驗故障處理修復(fù)/更換設(shè)計/工藝改進處理對象個別問題產(chǎn)品全體產(chǎn)品第11頁，共77頁?？煽慷?Reliability)：可靠度表示產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，定義為產(chǎn)品的“可靠度”。假設(shè)有N個零件，經(jīng)過時間t后有NQ(t)個零件失效

10、，NR(t)個零件仍能正常工作，則該零件可靠度R(t)失效率，故障率(Failure Rate) ：產(chǎn)品工作到t時刻后，在下一單位時間內(nèi)失效的概率。即產(chǎn)品工作到t時刻后，在單位時間內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)與在時刻t時仍在正常工作的產(chǎn)品數(shù)之比。N個產(chǎn)品t=0時開始工作，到時刻t失效數(shù)為n(t)，t時刻的殘存產(chǎn)品數(shù)為N-n(t),在(t,t+t)時間區(qū)間內(nèi)有n(t)個產(chǎn)品失效，則時刻t的失效率為平均無故障工作時間/平均壽命(平均失效時間, Mean Time Between Failures-MTBF)：是指相鄰兩次故障之間的平均工作時間，也稱為平均故障間隔,失效的平均間隔時間，即平均無故障工作時間。它

11、僅適用于可維修產(chǎn)品。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為MTBF。如何評價可靠度？衡量產(chǎn)品可靠性的指標(biāo)第12頁，共77頁。定義：Environmental Stress Screening一種對產(chǎn)品進行全數(shù)檢驗的非破壞性試驗，其目的是為選擇具有一定特性的產(chǎn)品或剔除早期失效的產(chǎn)品，以提高產(chǎn)品的使用可靠性。產(chǎn)品在制造過程中，由于材料的缺陷，或由于工藝失控，使部分產(chǎn)品出現(xiàn)所謂早期缺陷或故障，這些缺陷或故障若能及早剔除，就可以保證在實際使用時產(chǎn)品的可靠性水平。環(huán)境應(yīng)力篩選是一種利用環(huán)境應(yīng)力進行產(chǎn)品質(zhì)量管理的程序，其主要目的是利用特定且低于 產(chǎn)品設(shè)計強度的環(huán)境應(yīng)力，使產(chǎn)品潛在的疵病

12、提早暴露出來而加以剔除，使出廠產(chǎn)品其有穩(wěn)定的設(shè)計質(zhì)量，避免在正常使用時因這類疵病的存在而發(fā)生失效，減少維修成本及因失效引起的不必要損失。為了決定理想的篩選試驗應(yīng)力，必須首先分析早期失效和確定最有可能引起這些失效的應(yīng)力類型。針對進料檢驗合格之零件，仿真實際使用狀況，引用適當(dāng)?shù)沫h(huán)境應(yīng)力，剔除次級零件，減少修理服務(wù)花費的大量修理時間與成本.檢驗合格之零件，若不經(jīng)篩選試驗裝配于系統(tǒng)中之最初一年，早夭期將有2%6%之失效率參考標(biāo)準(zhǔn)：MIL-HDBK-338B ElectronicReliabilityDesignHandbookGJB/Z34-93 電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(ESS)

13、的定義第13頁，共77頁。EnvironmentalStressScreening，ESS應(yīng)力篩選是產(chǎn)品在設(shè)計強度極限下，運用加速技巧外加環(huán)境應(yīng)力，如：預(yù)燒(burnin)、溫度循環(huán)(temperaturecycling)、隨機振動(randomvibration)、開閉循環(huán)(powercycle)等方法，透過加速應(yīng)力來使?jié)摯嬗诋a(chǎn)品的瑕疵浮現(xiàn)潛在零件材料瑕疵、設(shè)計瑕疵、制程瑕疵、工藝瑕疵，以及消除電子或機械類殘留應(yīng)力，還有消除多層電路板間的雜散電容，將澡盆曲線里面的早夭期階段的產(chǎn)品事先剔除與修里，使產(chǎn)品透過適度的篩選，保存澡盆曲線的正常期與衰退期的產(chǎn)品，以避免該產(chǎn)品于使用過程中，受到環(huán)境應(yīng)力的

14、考驗時而導(dǎo)致失效，造成不必要的損失，雖然使用ESS應(yīng)力篩選會增加成本與時間，但是對于提高產(chǎn)品出貨良率與降低返修次數(shù)，有顯著的效果，對于總成本反而會降低，另外客戶信任度也會有所提升，一般針對于電子零件的應(yīng)力篩選方式有預(yù)燒、溫度循環(huán)、高溫、低溫，PCB印刷電路板的應(yīng)力篩選方式為溫度循環(huán)，針對于電子成本的的應(yīng)力篩選為：通電預(yù)燒、溫度循環(huán)、隨機振動，另外應(yīng)力篩本身是一種制程階段的過程，而不是一種試驗，篩選是100對產(chǎn)品進行的程序。應(yīng)力篩選適用產(chǎn)品階段：研發(fā)階段、批量生產(chǎn)階段、出廠前(篩選試驗可以在組件、器件、連接器等產(chǎn)品或整機系統(tǒng)中進行，根據(jù)要求不同可以有不同的篩選應(yīng)力)應(yīng)力篩選比較：恒定高溫預(yù)燒(B

15、urnin)的應(yīng)力篩選，是目前電子IT產(chǎn)業(yè)常用析出電子元器件缺陷的方法，但是這種方式比較不適合用于篩選零件(PCB、IC、電阻、電容)，根據(jù)統(tǒng)計在美國使用溫度循環(huán)對零件進行篩選的公司數(shù)要比使用恒定高溫預(yù)燒對組件進行篩選的公司數(shù)多5倍。第14頁，共77頁。通過在產(chǎn)品上施加一定的環(huán)境應(yīng)力，以剔除由不良元器件、零部件或工藝缺陷引起的產(chǎn)品早期故障的一種工序或方法。 不是抽樣的，而是100%試驗篩選試驗是一種非破壞性實驗，不影響整批產(chǎn)品失效機理、失效模式和正常工作。環(huán)境應(yīng)力篩選不改變產(chǎn)品的固有可靠度。由篩選試驗分出的等級是相應(yīng)于壽命要求和產(chǎn)品預(yù)期應(yīng)用的工作條件而定的，但篩選實驗條件不必準(zhǔn)確的模擬真實的工

16、作條件和環(huán)境條件。 不能提高產(chǎn)品的固有可靠性可提高合格品的總的可靠性水平，不能提高每個產(chǎn)品的壽命。對單個產(chǎn)品來說，可靠性實驗不能提高其可靠性，相反，若篩選項目和所用的“應(yīng)力”水平選擇不當(dāng)，還會使單個產(chǎn)品的可靠性降低，同時，對于生產(chǎn)部門來說，可靠性篩選實驗還要付一定的代價：成品率降低、成本增加、生產(chǎn)周期加長等，但由于通過可靠性篩選實驗剔除了整批產(chǎn)品中的早期失效產(chǎn)品，因此可提高整批產(chǎn)品的可靠性。 不能簡單地以篩選淘汰率的高低來評價篩選效果淘汰率高，有可能是產(chǎn)品本身的設(shè)計、元件、工藝等方面存在嚴(yán)重缺陷，但也有可能是篩選應(yīng)力強度太高。淘汰率低，有可能產(chǎn)品缺陷少，但也可能是篩選應(yīng)力的強度和試驗時間不足造

17、成的。通常以篩選淘汰率Q和篩選效果值來評價篩選方法的優(yōu)劣：合理的篩選方法應(yīng)該是值較大，而Q值適中。環(huán)境應(yīng)力篩選試驗的特點第15頁，共77頁。環(huán)境應(yīng)力篩選的目的在于發(fā)現(xiàn)和排除產(chǎn)品的早期失效，使其在出廠時便進入隨機失效階段，以固有的可靠性水平交付用戶使用。發(fā)現(xiàn)、排除不良元器件，制造工藝缺陷造成的早期故障（1）確認具有潛伏性疵病的零組件。（2）發(fā)掘作業(yè)人員不純熟或疏忽所造成的工藝不良。 （3）降低產(chǎn)品失效退修或報廢的機率，節(jié)省產(chǎn)品制造和維修整體成本。 （4）降低使用時的失效率，提高 MTBF 或可靠度，增強使用者的信心。 （5）在研發(fā)階段可協(xié)助發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，提高設(shè)計之可靠度，并可藉此縮短研發(fā)時程。通

18、過對生產(chǎn)出的產(chǎn)品100%地進行篩選實驗，把“早期失效”的產(chǎn)品盡可能予以淘汰和剔除，以確保出廠的整批產(chǎn)品具有較高的可靠性。暴露產(chǎn)品固有的以及生產(chǎn)、工藝過程引進和那些一般在正常質(zhì)量檢驗和實驗過程中不會出現(xiàn)的缺陷。應(yīng)力定義：導(dǎo)致產(chǎn)品開始劣化直至失效的誘因，環(huán)境條件、工作條件等稱為應(yīng)力。通俗地說，應(yīng)力就是對產(chǎn)品的功能有影響的各種因數(shù)。環(huán)境應(yīng)力篩選目的第16頁，共77頁。(1)功能疵病(functional quality defects) 由于制程中材料或工藝不良而產(chǎn)生、能夠以一般簡單的功能測試發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)品疵病。 (2)潛在疵病(latent quality defects) 也是由于制程中材料或工藝不

19、良而產(chǎn)生，但必須外加應(yīng)力，才能使缺陷提早暴露出來的產(chǎn)品疵病。 (3)可靠度疵病(reliability defects) 設(shè)計時所賦予的產(chǎn)品疵病，在產(chǎn)品的生命周期(life cycle)中隨機發(fā)生，除非修改設(shè)計，否則無法以任何適當(dāng)?shù)某绦蛳@種疵病。環(huán)境應(yīng)力篩ESS選早夭期的產(chǎn)品在一般功能測試時，很快就可以發(fā)現(xiàn)而加以修正。須靠設(shè)計的改良，提高產(chǎn)品的設(shè)計能力，才能降低其發(fā)生的機率。如果沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)?ESS 處理，則會在使用初期漸漸地出現(xiàn)，使產(chǎn)品發(fā)生失效。 由于這些疵病的存在，在生產(chǎn)廠內(nèi)應(yīng) 采取適當(dāng)?shù)拇胧┗蛱幚恚惯@一類的疵病提早暴露出來并予以檢修剔 除或報廢，使出廠產(chǎn)品維持穩(wěn)定的質(zhì)量，使用時具

20、有設(shè)計時所賦與的 強度，如此既可降低維修成本，又可避免因失效而導(dǎo)致的不必要損 失，此即為 ESS 最主要的目的。第17頁，共77頁。采用篩選工藝的產(chǎn)品測試失效率比未經(jīng)過篩選工藝的產(chǎn)品的測試失效率低3.5倍經(jīng)過 ESS 的產(chǎn)品在顧客手中使用時的失效率較低，可提高顧客對公司產(chǎn)品的信心，這是 一種無形但卻非常重要的效益。批量生產(chǎn)階段：-明顯改善可靠性鑒別出低質(zhì)量元件及供應(yīng)源采用篩選工藝的產(chǎn)品測試失效率，比未經(jīng)過篩選的工藝的產(chǎn)品失效率低3.5倍第18頁，共77頁。溫度（高溫烘烤、高溫存儲）濕度鹽霧撞擊振動加速度冷熱沖擊溫度循環(huán)綜合環(huán)境應(yīng)力環(huán)境應(yīng)力類型第19頁，共77頁。誘發(fā)故障和篩選機理當(dāng)溫度在上、下

21、限溫度內(nèi)循環(huán)時，設(shè)備交替膨脹和收縮，使設(shè)備中產(chǎn)生熱應(yīng)力和應(yīng)變。如果某產(chǎn)品內(nèi)部有瞬時的熱梯度（溫度不均勻性），或產(chǎn)品內(nèi)部鄰接材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，則這些熱應(yīng)力和應(yīng)變將會加劇。這種應(yīng)力和應(yīng)變在缺陷處最大，它起著應(yīng)力集中者（“提升者”）的作用，這種循環(huán)加載使缺陷長大，最終可大到能造成結(jié)構(gòu)故障并產(chǎn)生電故障。例如，有裂紋的電鍍通孔其周圍最終完全裂開，引起開路。熱循環(huán)是使釬焊接頭和印制電路板上電鍍通孔等產(chǎn)生故障的首要原因。環(huán)境應(yīng)力篩選又可看作是產(chǎn)品質(zhì)量控制檢查和測試過程的延伸。溫度循環(huán)激發(fā)出的主要故障模式如下：使涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴大；使粘結(jié)不好的接頭松弛；使螺釘連接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛；使機械張

22、力不足的壓配接頭松弛；使質(zhì)差的釬焊接觸電阻加大或造成開路；由于缺陷在應(yīng)力條件下的失效速度遠高于正常部位，因此使有缺陷的產(chǎn)品出故障要比使完好產(chǎn)品出故障所需循環(huán)次數(shù)少許多，適當(dāng)?shù)卮_定熱應(yīng)力大小，就能析出故障而不消耗使用壽命。溫度循環(huán)諸參數(shù)中，對篩選效果最有影響的是溫度變化范圍R、溫度變化速率V以及循環(huán)次數(shù)N。提高溫度變化范圍和變化速率能加強產(chǎn)品的熱脹冷縮程度和縮短這一過程的時間，增強熱應(yīng)力，而循環(huán)次數(shù)的增加則能積累這種激發(fā)效應(yīng)。因此加大上述參數(shù)中任一參數(shù)的量值均有利于提高溫度循環(huán)篩選效果。縮短在上、下限溫度值上的停留時間有利于縮短整個溫度循環(huán)的周期，提高篩選的效率。產(chǎn)品溫度達到穩(wěn)定的時間可以以產(chǎn)品

23、中的關(guān)鍵部件為準(zhǔn)，必要時要特別監(jiān)測該部件的溫度，以保證篩選有效和防止其損壞。溫度循環(huán)中試驗箱內(nèi)氣流速度是關(guān)鍵因素，因為它直接影響到產(chǎn)品的溫度變化速率。產(chǎn)品溫度變化速率一般遠低于試驗箱內(nèi)空氣溫度的變化速率，提高箱內(nèi)氣流速度能使產(chǎn)品溫度變化速率加大。溫度循環(huán)ESS篩選機理第20頁，共77頁。傳統(tǒng)的老化、恒溫篩選，對暴露產(chǎn)品的缺陷有一定作用，但是其篩選度、故障率很小，效率低，需要較長時間才能達到消除早期失效，因而可能會影響產(chǎn)品的使用壽命，有必要使用更合理篩選方法1）快速溫度變化2）帶電應(yīng)力篩選：加電的應(yīng)力篩選比不帶電的應(yīng)力篩選更有效好的ESS的特點：使缺陷快速暴露潛在的缺陷的暴露比率足夠不會導(dǎo)致額外

24、的缺陷不會消耗產(chǎn)品大部分壽命如何選擇篩選條件ESS溫度循環(huán)應(yīng)力參數(shù)應(yīng)力強度取決于（1）溫度范圍：一般選-20到100 （2）溫度變化率溫度循環(huán)時溫度快速變化使?jié)穸茸兊秒y以控制，所以一般不加濕度，而是帶電或加上振動。（3）循環(huán)數(shù)第21頁，共77頁。受篩產(chǎn)品在溫度箱空氣溫度中停留時間包括元器件（零部件）溫度達到穩(wěn)定所需要時間和在溫度極值下浸泡所需要的時間，該時間會影響篩選持續(xù)時間和效果，從而也影響篩選費用。由于在溫度循環(huán)篩選中，最主要的激發(fā)應(yīng)力是溫度變化，因此高低溫浸泡時間主要目的是使產(chǎn)品溫度與空氣溫度到達均衡有以下兩種選取準(zhǔn)則：a、當(dāng)受篩產(chǎn)品中響應(yīng)最慢的部分的溫度與最終溫度之差在規(guī)定值Te（一般

25、選擇Te=10）之內(nèi)時，就認為實現(xiàn)了穩(wěn)定。不推薦把受篩產(chǎn)品中具有最高熱慣性（最慢熱響應(yīng)或最大熱滯后）的元、部（器）件作為確定溫度穩(wěn)定的部位，因為這樣會要求用過多的時間來使那些不重要的大質(zhì)量元、部（器）件作為確定溫度穩(wěn)定的部位；這樣做可能使一些重要的元、部（器）件經(jīng)受不到適當(dāng)?shù)臒釕?yīng)力來析出其內(nèi)部缺陷。b、當(dāng)受篩產(chǎn)品中響應(yīng)最慢的部分的溫度變化速率達到某一規(guī)定最小值時，就認為實現(xiàn)了穩(wěn)定。經(jīng)驗表明，這一準(zhǔn)則會導(dǎo)致篩選持續(xù)時間太長，篩選費用太大，因此一般不采用。上、下限溫度的持續(xù)時間(極限溫度停留時間)確定準(zhǔn)則第22頁，共77頁。溫度變化速率以復(fù)雜的方式影響篩選強度，也影響篩選持續(xù)時間，從而影響篩選費用

26、。溫度變化速率的選擇取決于受篩產(chǎn)品特性和預(yù)期的缺陷性質(zhì)。對析出像電鍍通孔這樣一類結(jié)構(gòu)部分的缺陷而言，高的溫度變化速率預(yù)期最為有效；相反，對析出錫焊接頭處的缺陷而言，低的溫度變化速率和在高溫下長的停留時間預(yù)期最為有效。篩選強度不會隨著溫度變化速率的增加而無限增加。溫度變化速率不小于5/min，這一速率是指試驗箱內(nèi)空氣溫度變化的平均速率，由于受篩產(chǎn)品本身的熱慣性，其實際溫度變化速率遠低于5/min，具體取決于受篩產(chǎn)品本身的熱慣性，產(chǎn)品在箱內(nèi)的安裝，風(fēng)速和試驗箱的能力等，溫度變化速率低于5/min，篩選效果將降低。溫度循環(huán)下限溫度高于0的篩選效果不大，寧可進行長時間恒定高溫篩選。溫度變化速率確定準(zhǔn)則

27、第23頁，共77頁。溫度循環(huán)次數(shù)影響篩選的有效性和持續(xù)時間，從而影響篩選費用。對電子設(shè)備來說，由于基本上是結(jié)構(gòu)件和電子元器件組成，其失效率水平一般都在106/h水平，因此環(huán)境應(yīng)力篩選所消耗的元器件壽命可以忽略不計，不必擔(dān)心ESS持續(xù)時間對產(chǎn)品可靠性的影響。選擇篩選循環(huán)次數(shù)的時間需要根據(jù)篩選效果要求或時間要求確定。溫度循環(huán)次數(shù)（或篩選時間）選擇準(zhǔn)則第24頁，共77頁。篩選中是否通電和進行性能測試：從提高篩選效果出發(fā)，篩選中應(yīng)盡量通電并進行性能檢測。這是因為電應(yīng)力本身將受篩產(chǎn)品中某些缺陷加速發(fā)展成為故障；另一方面，篩選出的故障中，有50%左右的故障是在環(huán)境應(yīng)力下才能發(fā)現(xiàn)的間歇故障，必須在篩選環(huán)境應(yīng)

28、力作用下通過通電檢測才能找出來。從可能性和經(jīng)濟性出發(fā)，一般在高組裝級（單元或系統(tǒng)級）進行通電和檢測，低組裝級（印刷電路組件）不進行通電和檢測，這是因為低組裝級往往不具備檢測性能的條件。對于通斷電篩選，因為通電使產(chǎn)品發(fā)熱，會影響產(chǎn)品溫度變化速率，所以從低溫升向高溫和高溫保溫期間，應(yīng)通電并檢測性能；工作時處于最大電源負載狀態(tài)，高溫向低溫下降且達到溫度穩(wěn)定以前應(yīng)斷電。在溫度循環(huán)篩選中，在高低溫溫度穩(wěn)定后應(yīng)通斷電源各三次，同時應(yīng)盡量增加性能檢測次數(shù)，以及時發(fā)現(xiàn)故障和進行修復(fù)，節(jié)省篩選時間。設(shè)備狀態(tài)（通斷電和性能測試）確定準(zhǔn)則第25頁，共77頁。環(huán)境應(yīng)力相對篩選效率其篩選效率依次為：溫度循環(huán)、 隨機振動

29、、高溫、電性應(yīng) 力、熱沖擊、定頻正弦振動、低溫、正 弦掃描振動、復(fù)合環(huán)境、機械沖擊、濕 度、加速度、高度，其中溫度循環(huán)和隨 機振動的效率最佳，疵病篩選效率溫度循環(huán)約77%79%，隨機振 動則為 21%23%。第26頁，共77頁。篩選度（ScreenStrength）：產(chǎn)品中存在對某一特定篩選敏感的潛在缺陷時，該篩選將該缺陷以故障形式析出的概率。經(jīng)典的老煉工藝與常規(guī)的恒溫篩選，加電的應(yīng)力篩選比不帶電的應(yīng)力篩選更有效試驗要求：箱體內(nèi)溫度均勻，被試驗產(chǎn)品各部位受力均勻，應(yīng)力能快速傳遞到產(chǎn)品的關(guān)鍵部位，關(guān)鍵位置獲取的應(yīng)力強度接近試驗箱提供的應(yīng)力美國曾對42家企業(yè)進行調(diào)查統(tǒng)計，隨機振動應(yīng)力可篩出1525

30、%的缺陷，而溫度循環(huán)可篩選出7585%，如果兩者結(jié)合的話可達90%。藉由溫度循環(huán)所檢測出的產(chǎn)品瑕疵類型比例：設(shè)計裕度不足：5%、生產(chǎn)做工失誤：33%、瑕疵零件：62%篩選度第27頁，共77頁。篩選的環(huán)境應(yīng)力（1）篩選的環(huán)境應(yīng)力同使用及設(shè)計的環(huán)境規(guī)格無直接關(guān)系，只要不超過產(chǎn)品的環(huán)境設(shè)計規(guī)格，且能有效的達到篩選目的，皆可做為篩選的 環(huán)境應(yīng)力。 （2）篩選的應(yīng)力水平不可超過產(chǎn)品設(shè)計強度，以免對正常的產(chǎn)品造成傷害，所以要及早了解產(chǎn)品的設(shè)計強度，作為擬訂篩選應(yīng)力水平的依 據(jù)。但是，要注意的是設(shè)計產(chǎn)品時不能以ESS的規(guī)格為依據(jù)，必須以生 命周期可能遭遇的環(huán)境應(yīng)力為主。有些設(shè)計者為了滿足合約上的ESS需 求

31、，設(shè)計產(chǎn)品時只根據(jù)ESS規(guī)格為設(shè)計依據(jù)，這是一種本末倒置的作 法，絕對要避免。 （3）制定篩選的應(yīng)力時，先要對產(chǎn)品的振動特性及熱傳性作深入的分析后，才能設(shè)計出有效而安全的篩選程序。（4）復(fù)合環(huán)境的效益與單一環(huán)境并沒有很大的差異，但卻比單一 環(huán)境所花費的經(jīng)費高出甚多，所以沒有必要以復(fù)合環(huán)境應(yīng)力來篩選。（5）在愈 低組合層次發(fā)現(xiàn)疵病愈好，而較適當(dāng)?shù)淖龇ㄊ菑牧憬M件、印刷電路板、 模塊，甚至到系統(tǒng)層次，都要有不同應(yīng)力水平的篩選。（6）決定ESS應(yīng)力的主要條件在于其效率，分析在不同應(yīng)力水平下的篩選結(jié)果，找出較有效率的應(yīng)力。（7）產(chǎn)品的外殼在整機篩選嚴(yán)重影響了試驗區(qū)內(nèi)的 溫度場，也就影響了篩選效果。所以若

32、將控制板、功能板和電源板從整機 中拿出來單獨進行環(huán)境應(yīng)力篩選第28頁，共77頁。環(huán)境應(yīng)力篩選制度體系（1）有效率的篩選環(huán)境應(yīng)力，能使產(chǎn)品中潛在的疵病很快的暴露出來。（2）符合成本效益。（3）適當(dāng)?shù)臋z驗與功能測試。（4）選用的環(huán)境應(yīng)力不超過產(chǎn)品之設(shè)計強度，以致使正常的產(chǎn)品損耗太多的可用壽命或遭受破壞。 （5）具有健全的失效處理與改正行動體系和完備的質(zhì)量與可靠度信息系統(tǒng)。產(chǎn)品安裝受篩產(chǎn)品在箱內(nèi)的安裝，除必要的支點外，產(chǎn)品應(yīng)被空氣包圍，不能直接放在箱底，也不能放在實心墊板上，以保證受篩產(chǎn)品四周都能直接與空氣進行熱交換。受篩產(chǎn)品體積不能大于溫度箱有效容積的1/5（不發(fā)熱產(chǎn)品）或1/10（發(fā)熱產(chǎn)品），受

33、篩產(chǎn)品必須置于溫度箱的有效容積內(nèi)。一臺產(chǎn)品進行篩選時，盡量置于試驗箱中央，多臺產(chǎn)品同時進行篩選時，除了其總體積不能違反上述規(guī)定外，各臺產(chǎn)品之間應(yīng)保持一定距離，以利于箱內(nèi)空氣的流動，保持試驗箱內(nèi)溫度均勻。第29頁，共77頁。溫度循環(huán)第30頁，共77頁。溫度變化速率溫度變化范圍循環(huán)次數(shù)C/min=40=60650.52220.646100.78730.86036150.89310.94181050.73790.817810100.92420.964210150.97590.9913溫度循環(huán)應(yīng)力篩選度第31頁，共77頁。ESS篩選強度的計算恒定高溫篩選強度SS=1-exp -0.0017*(R+0.

34、6)0.6*t式中：R高溫與室溫(一般取25)的差值； t恒定高溫持續(xù)時間(h)； 例：用85對某一元器件進行48H的篩選，則其篩選強度為 : SS=1- EXP(-0.0017*(85+0.6)0.6)*48)= 44.5% ；溫度循環(huán)的篩選強度SS=1-exp-0.0017(R+0.6)0.6Ln(e+v)3*NR：溫差V：變溫速率N：溫度循環(huán)次數(shù)隨機振動的篩選強度SS=1-exp-0.0046(Grms)1.71tt為振動時間（min）；Grms-單位G；第32頁，共77頁。加速因子A的計算AF=exp (Ea/k*(1/Tu)-(1/Ts)+(RHun-RHsn); Ea為激活能（根據(jù)

35、原材料不同有不同取值）= 0.6eV,或0.8eV; k=8.6*10E-5eV/K (玻爾茲曼常數(shù));T為絕對溫度RH指相對濕度（單位）、下標(biāo)u指常態(tài)、下標(biāo)s指加速狀態(tài)（如RHun指常態(tài)下相對濕度的n次方），一般情況下n取2MTBF的計算測試時間AMTBF，A這個因子與“在這段時間內(nèi)允許失效的次數(shù)”和“90%的信心度”有關(guān)系。根據(jù)已經(jīng)成熟的體系，直接代用公式： A0.5*X2（1-a，2(r+1)）X2（1-a，2(r+1)）是自由度為2(r+1)的X卡平方分布的1-a的分位數(shù)；a 是要求的信心度，為90%； r 是允許的失效數(shù)，由你自己決定；此分布值可以通過EXCEL來計算，在EXCEL中

36、對應(yīng)的函數(shù)為CHIINV；如允許失效1次時，A=0.5*CHIINV(1-0.9,2*2)=0.5*CHIINV(0.1,4)0.5*7.783.89；所以應(yīng)該測試的時間為：3.8920007780H（324天）。也就是當(dāng)設(shè)備運行7780H，最多只出現(xiàn)一次失效就認為此產(chǎn)品達到了要求的可靠性。平均故障間隔時間MTBF第33頁，共77頁。例：要求在90%CI下MTBF為20000小時，確定可靠性測試方案？卡平方分布，2 分布CHIINV=X2(1-a, 2(r+1); a=90%; r=1(失效數(shù)); A=0.5*CHIINV (Excel)=0.5*CHIINV （1-a，2*（r+1）= 0.

37、5*CHIINV （10%，2*2）=3.89; 測試時間 ：T=A*MTBF=A*20000=20000*3.89=77800h （3242天）樣品定為10臺，T=77800/10=7780hEa為激活能（根據(jù)原材料不同有不同取值）= 0.6eV; k=8.6*10E-5eV/K (玻爾茲曼常數(shù));加速因子 AF=exp (Ea/k*(1/Tu)-(1/Ts)+(RHun-RHsn)=33.912常態(tài)溫度Tu=25 +273=298；加速狀態(tài)的溫度 Ts = 75+273=343常態(tài)下相對濕度Rhu=75%；加速狀態(tài)相對濕度RHs=85%高溫加速狀態(tài)下測試時間： T”=T/AF =7780/

38、33.912=228.8h （9.5天）可靠性測試方案：將10臺產(chǎn)品在75，85%的條件下進行228.8小時的測試，如果失效次數(shù)小于等于一次，就認為此產(chǎn)品的MTBF達到了要求。AFEakTuTsRHuRHsn33.9120.60.00008629834875%85%2常溫高溫2575第34頁，共77頁。AFEakTuTsRHuRHsn49.1680.60.00008629835375%90%2常溫高溫2580高溫加速狀態(tài)下測試時間： T”=T/AF =7780/ 49.168=158.23h（6.6天）試驗溫度、濕度越高，加速因子AF越大，所需試驗時間越短 將溫度提高到80C，濕度提高到90%

39、，計算結(jié)果：第35頁，共77頁。測試時間MTBF/A.F =加速因子Acceleration FactorAF=Ta = Acceleration Temperature ( Chamber Ta = 60 )Tb = Ambient Temperature ( For Inverter Tb = 40 )Confidence level = 90 %Number of failures = 0 = 2.30259 Follow MIL-STD-781Confidence=60% Number of failure=0 = 0.92第36頁，共77頁。高溫和低溫的失效都會反映在冷熱溫度沖擊試驗

40、中，冷熱沖擊試驗只是加速了高溫和低溫失效的產(chǎn)生。下面歸納了實際生產(chǎn)或使用環(huán)境中存在的具有代表性的冷熱溫度沖擊環(huán)境，這些冷熱沖擊環(huán)境常常是導(dǎo)致產(chǎn)品失效的主要原因。1溫度的極度升高導(dǎo)致焊錫回流現(xiàn)象出現(xiàn)；2啟動馬達時周圍器件的溫度急速升高，關(guān)閉馬達時周圍器件會出現(xiàn)溫度驟然下降；3設(shè)備從溫度較高的室內(nèi)移到溫度相對較低的室外，或者從溫度相對較低的室外移到溫度較高的室內(nèi)；4設(shè)備可靠性試驗可能在溫度較低的環(huán)境中連接到電源上，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生陡峭的溫度梯度。在溫度較低的環(huán)境中切斷電源可能會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生相反方向陡峭的溫度梯度；5設(shè)備可能會因為降雨而突然冷卻；6當(dāng)航空器起飛或者降落時，航空器機載外部器材可能會

41、出現(xiàn)溫度的急劇變化。14機械沖擊和振動對產(chǎn)品的影響機械沖擊和振動主要是針對處于劇烈振動環(huán)境中的車用電子設(shè)備?？墒亲罱捎谝话汶娮釉O(shè)備也因為其便攜化而變得易受振動，因此機械應(yīng)力的應(yīng)用范圍也廣泛了。機械應(yīng)力所造成的失效主要是連接器、繼電器等連接部件，當(dāng)然對裝配工藝不合理的設(shè)計也容易引起元器件的脫落和引線短裂，對元器件內(nèi)部工藝不良的產(chǎn)品會引起開路、短路、間歇連接。冷熱溫度沖擊對產(chǎn)品的影響第37頁，共77頁。a.使涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴大b.使粘接不好的接頭松弛c.使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛d.使機械張力不足的壓配接頭松弛e.使質(zhì)量差的焊點接觸電阻加大或造成開路f.粒子、化學(xué)污染g.密封

42、失效h.包裝問題，例如保護涂層的連結(jié)i.變壓器和線圈短路或斷路j.電位計有瑕疵k.焊接和熔接點接續(xù)不良l.冷焊接點m.多層板因處理不當(dāng)而開路、短路n.功率晶體管短路o.電容器、晶體管不良p.雙列式集成電路破損q.因毀損或不當(dāng)組裝，造成幾乎短路的線匣或電纜r.因處理不當(dāng)造成材質(zhì)的斷裂、破裂、刻痕.等s.超差零件與材質(zhì)t.電阻器因缺乏合成橡膠緩沖涂層而破裂u.晶體管發(fā)涉及金屬帶接地出現(xiàn)發(fā)樣裂紋v.云母絕緣墊片破裂，導(dǎo)致晶體管短路w.調(diào)協(xié)線圈金屬片固定方式不當(dāng)，導(dǎo)致不規(guī)律輸出x.兩極真空管在低溫下內(nèi)部開路y.線圈間接性的短路z.沒有接地的接線頭a1.元器件參數(shù)漂移a2.元器件安裝不當(dāng)a3.錯用元器件

43、a4.密封失效溫度循環(huán)所激發(fā)出的故障模式熱循環(huán)應(yīng)力對產(chǎn)品的影響溫度循環(huán)應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響使涂層、材料或線頭上各種微細裂紋擴大；使粘接不好的接頭松馳；使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^松馳；使機械張力不足的壓配接頭松馳；使質(zhì)量差的焊點接觸電阻加大或開路；粒子污染；密封失效。第38頁，共77頁。當(dāng)討論產(chǎn)品壽命時,一般采用規(guī)則的表達方式。具體應(yīng)用時可以表達為10規(guī)則等，當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升10時，產(chǎn)品壽命就會減少一半；當(dāng)周圍環(huán)境溫度上升20時，產(chǎn)品壽命就會減少到四分之一。這種規(guī)則可以說明溫度是如何影響產(chǎn)品壽命（失效）的。高溫對產(chǎn)品的影響：老化、氧化、化學(xué)變化、熱擴散、電遷移、金屬遷移、熔化、汽化變型等低

44、溫對產(chǎn)品的影響：脆化、結(jié)冰、粘度增大和固化、機械強度的降低、物理性收縮等溫度應(yīng)力對產(chǎn)品的影響第39頁，共77頁。高溫高濕條件作用試驗樣品上，可以構(gòu)成水氣吸附、吸收和擴散等作用。許多材料在吸濕后膨脹、性能變壞、引起物質(zhì)強度降低及其他主要機械性能的下降，吸附了水氣的絕緣材料不但會引起電性能下降，在一定條件下還會引發(fā)各種不同的失效，是影響電子產(chǎn)品最主要的失效環(huán)境。濕度對產(chǎn)品的影響：腐蝕、離子遷移、擴散、水解、爆裂、霉菌、濕度引起塑封半導(dǎo)體器件腐蝕的失效：在硅片上集成有大量電子元件的集成電路芯片及其元件通過導(dǎo)線連接起來構(gòu)成電路。由于鋁和鋁合金價格便宜，加工工藝簡單，因此通常被使用為集成電路的金屬線。從

45、進行集成電路塑封工序開始，水氣便會通過環(huán)氧樹脂滲入引起鋁金屬導(dǎo)線產(chǎn)生腐蝕進而產(chǎn)生開路現(xiàn)象，成為品質(zhì)工程最為頭痛的問題。人們雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進塑封技術(shù)和提高非活性塑封膜為提高產(chǎn)品質(zhì)量進行了各種努力，但是隨著日新月異的半導(dǎo)體電子器件小型化發(fā)展，塑封鋁金屬導(dǎo)線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術(shù)課題。鋁線中產(chǎn)生腐蝕過程： 水氣滲透入塑封殼內(nèi)濕氣滲透到樹脂和導(dǎo)線間隙之中 水氣滲透到晶片表面引起鋁化學(xué)反應(yīng)加速鋁腐蝕的一些因素（鋁金屬導(dǎo)線腐蝕反應(yīng)隨著是否施加偏壓而變化）樹脂材料與晶片框架接口之間連接不夠好（由于各種材料之間存在膨脹率的差異）。 封裝時，封裝材料摻有雜質(zhì)或者雜

46、質(zhì)離子的污染（由于雜質(zhì)離子的出現(xiàn)）。 非活性塑封膜中所使用的高濃度磷。 非活性塑封膜中存在的缺陷。濕度對產(chǎn)品可靠性的影響第40頁，共77頁。低溫應(yīng)力對產(chǎn)品的影響元器件參數(shù)漂移，材料硬化、脆化，部件間熱膨脹系數(shù)不同卡死高溫應(yīng)力對產(chǎn)品的影響恒定高溫應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響恒定高溫能激發(fā)的故障模式(或?qū)Ξa(chǎn)品的影響)主要有：使未加防護的金屬表面氧化，導(dǎo)致接觸不良或機械卡死，在螺釘連接操作時用力不當(dāng)或保護涂層上有小孔和裂紋都會出現(xiàn)這種未防護的表面。加速金屬之間的擴散，如基體金屬與外包金屬，釬焊焊料與元件，以及隔離層薄弱的半導(dǎo)體與噴鍍金屬之間的擴散；使液體干涸，如電解電容和電池因高溫造成泄漏而干涸；使熱塑

47、料軟化，如該熱塑料件處于太高的機械力作用下，則產(chǎn)生蠕變；使某些保護性化合物與灌封蠟軟化或蠕變；提高化學(xué)反應(yīng)速度，加速與內(nèi)部污染物的反應(yīng)過程；使部分絕緣損壞處絕緣擊穿。粘結(jié)不牢固化學(xué)腐蝕元件參數(shù)漂移氧化變形尺寸改變部件間熱膨脹系數(shù)不同卡死第41頁，共77頁。改變產(chǎn)品各個元件、部件的相對位置關(guān)系產(chǎn)品部分結(jié)構(gòu)、引線松動、磨損、脫落；振動使得原來有微小缺陷和損傷經(jīng)多次交應(yīng)力作用使其擴大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)破壞 正弦振動應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響使結(jié)構(gòu)部件、引線或元器件接頭產(chǎn)生疲勞，特別是導(dǎo)線上有微裂紋或類似缺陷的情況下；使電纜磨損，如在松馳的電纜結(jié)處存在尖緣似的缺陷時；使制造不當(dāng)?shù)穆葆斀宇^松馳；使安裝加工不當(dāng)?shù)腎

48、C離開插座；使受到高壓力的匯流條與電路板的釬焊接頭的薄弱點故障；使未充分消除應(yīng)力的可作相對運動的橋形連接的元器件引線造成損壞，例如電路板前板的發(fā)光二極管或背板散熱板上的功率晶體管；已受損或安裝不當(dāng)?shù)拇嘈越^緣材料出現(xiàn)裂紋。振動應(yīng)力對產(chǎn)品的影響第42頁，共77頁。高溫貯存擱置2h恢復(fù)2h時間室溫55箱溫按0.71/min的平均速率，逐漸升溫至552低溫貯存擱置2h恢復(fù)2h時間室溫-25/-20試驗箱溫度按0.71/min的平均速率，逐漸下降至-253 第43頁，共77頁。-1040時間3h3h一個循環(huán)溫度循環(huán)試驗箱內(nèi)的溫度按0.71/min的平均速率，逐漸下降至-103；試驗箱溫度穩(wěn)定后恒溫3h。

49、然后試驗箱內(nèi)的溫度以10.2/min的升溫速率升高到402；試驗箱達到溫度穩(wěn)定后，恒溫3h；時間溫度電壓-525453h3h3h3h3hONONONOFFOFFOFF額定電壓3h 500h溫度變化負荷第44頁，共77頁。環(huán)境試驗：按照GB/T2423的要求環(huán)境試驗有以下幾點：1、低溫試驗按GB/T 2423.189 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低溫試驗、GB/T 2423.2287 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法溫度變化試驗方法進行低溫試驗及溫度變化試驗。溫度范圍：-7010。2、高溫試驗按GB/T 2423.289 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫試驗、GB/T

50、2423.2287 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法溫度變化試驗方法進行高溫試驗及溫度變化試驗。溫度范圍：10210。3、濕熱試驗按GB/T 2423.393 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法恒定濕熱試驗、GB/T2423.493 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法交變濕熱試驗進行恒定濕熱試驗及交變濕熱試驗。濕度范圍：30%RH100%RH4、霉菌試驗按GB/T 2423.1690 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法長霉試驗進行霉菌試驗。5、鹽霧試驗按GB/T 2423.1793 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法鹽霧試驗進行鹽霧試驗。環(huán)境應(yīng)力試驗相關(guān)的國標(biāo)第45頁，共

51、77頁。6、低氣壓試驗按GB/T 2423.2192 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低氣壓試驗、GB/T2423.2592 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法低溫/低氣壓試驗、GB/T2423.2692 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法高溫/低氣壓試驗進行低氣壓試驗；高、低溫/低氣壓試驗。試驗范圍：-701000760mmHg20%95%RH。7、振動試驗按GB/T 2423.1095 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法振動試驗進行振動試驗。頻率范圍（機械振動臺）：560Hz（定頻振動580Hz），最大位移振幅3.5mm（滿載）。頻率范圍（電磁振動臺）：53000Hz，最

52、大位移25mmP-P。8、沖擊試驗按GB/T 2423.595 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法沖擊試驗進行沖擊試驗。沖擊加速度范圍：（501500）m/s2。9、碰撞試驗按GB/T 2423.695 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法碰撞試驗進行碰撞試驗。10、跌落試驗按GB/T 2423.795 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法傾跌與翻到試驗、GB/T2423.895 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第二部分：試驗方法自由跌落試驗進行跌落試驗。 第46頁，共77頁。應(yīng)力類型影響結(jié)果溫度應(yīng)力高溫對產(chǎn)品的影響：老化、氧化、化學(xué)變化、熱擴散、電遷移、金屬遷移、熔化、汽化變型等低溫對產(chǎn)品的影響

53、：脆化、結(jié)冰、粘度增大和固化、機械強度的降低、物理性收縮等濕度高溫高濕條件作用試驗樣品上，可以構(gòu)成水氣吸附、吸收和擴散等作用。許多材料在吸濕后膨脹、性能變壞、引起物質(zhì)強度降低及其他主要機械性能的下降，吸附了水氣的絕緣材料不但會引起電性能下降，在一定條件下還會引發(fā)各種不同的失效，是影響電子產(chǎn)品最主要的失效環(huán)境。濕度對產(chǎn)品的影響：腐蝕、離子遷移、擴散、水解、爆裂、霉菌冷熱溫度沖擊冷熱溫度沖擊不同于普通濕熱環(huán)境，它是通過冷熱溫度沖擊來發(fā)現(xiàn)常溫狀態(tài)下難以發(fā)現(xiàn)的潛在故障問題。機械沖擊和振動機械沖擊和振動主要是針對處于劇烈振動環(huán)境中的車用電子設(shè)備。可是最近由于一般電子設(shè)備也因為其便攜化而變得易受振動，因此

54、機械應(yīng)力的應(yīng)用范圍也廣泛了。機械應(yīng)力所造成的失效主要是連接器、繼電器等連接部件，當(dāng)然對裝配工藝不合理的設(shè)計也容易引起元器件的脫落和引線短裂，對元器件內(nèi)部工藝不良的產(chǎn)品會引起開路、短路、間歇連接。環(huán)境應(yīng)力類型及影響作用第47頁，共77頁。高加速應(yīng)力試驗 HASThstHighly Accelerated Stress TestHALT的可靠性測試試驗直接體現(xiàn)出來的重要性，有以下幾點：1快速暴露產(chǎn)品潛在缺陷；2通過試驗 改進 驗證這一循環(huán)方式，有效增加產(chǎn)品的極限值；3產(chǎn)品可靠性得到明顯提升；4大大縮短產(chǎn)品研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和上市周期；HAST高加速應(yīng)力試驗高加速壽命試驗（HALT，Highly ac

55、celerated life test）高加速應(yīng)力篩選（Hass，Highly accelerated stress screen）HAST高加速應(yīng)力試驗Highly Accelerated Stress Test第48頁，共77頁。下破壞極限下工作極限產(chǎn)品規(guī)范破壞裕度工作裕度上工作極限上破壞極限工作裕度破壞裕度應(yīng)力產(chǎn)品設(shè)計余量操作極限：產(chǎn)品的某應(yīng)力水平上失效，樣品不工作或者其工作指標(biāo)超標(biāo)，但是應(yīng)力值略降低或回復(fù)初始值時，試樣又恢復(fù)正常工作破壞極限：應(yīng)力上升到某值時，樣品失效，即使應(yīng)力回落到低于操作極限時，試樣仍不能恢復(fù)正常工作，這時，應(yīng)力水平稱為破壞極限第49頁，共77頁。HALT 可靠性測

56、試高加速壽命試驗（HALT hlt ，Highly accelerated life test） 以HALT和HASS為主的HAST的最大特點是時間上的壓縮，即在短短的幾天內(nèi)模擬一個產(chǎn)品的整個壽命期間可能遇到的情況，HALT與傳統(tǒng)試驗有所不同，其目的是激發(fā)故障，即把產(chǎn)品的潛在缺陷激發(fā)成可觀察的故障，采用人為施加步進應(yīng)力，在遠大于技術(shù)條件規(guī)定的極限應(yīng)力下快速地進行試驗，找出工作極限甚至損壞極限，然后根據(jù)HALT確定的極限來制定HASS試驗應(yīng)力，通過HASS可以快速剔除早期潛在的缺陷，保障產(chǎn)品的使用可靠性。極限應(yīng)力試驗（Limit test）是HAST中的一種，這種方法規(guī)定了確定或評價微電子器件最

57、大能力的方法，這些能力包括絕對最大額定值（從中可推出安全設(shè)計極限值）、在不引起退化的前提下篩選或試驗時可以施加的最大應(yīng)力，對不引起退化的特殊篩選或試驗的敏感性，以及與之有關(guān)的失效模式和機理。HALT是一種發(fā)現(xiàn)缺陷的試驗。它通過設(shè)置逐級遞增的加嚴(yán)的環(huán)境應(yīng)力，直到破壞產(chǎn)品。提高產(chǎn)品的操作極限和破壞極限HALT是一種發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷的工序，它通過設(shè)置逐級遞增的加速環(huán)境應(yīng)力，來加速暴露試驗樣品的缺陷和薄弱點，而后對暴露的缺陷和故障從設(shè)計、工藝和用料等諸方面進行分析和改進，從而達到提升可靠性的目的，最大的特點是設(shè)置高于樣品設(shè)計運行限的環(huán)境應(yīng)力，從而從暴露故障的時間大大短于正常可靠性應(yīng)力條件下的所需時間利用H

58、ALT，發(fā)現(xiàn)將來使用中會出現(xiàn)的失效故障利用HALT，可以擴大產(chǎn)品的操作極限和破壞極限，提高MTBF第50頁，共77頁。設(shè)置高于樣品設(shè)計運行限的環(huán)境應(yīng)力，從而使暴露故障的時間大大短于正?？煽啃詰?yīng)力條件下的所需時間。HALT目的：目的是通過增加被測物的極限值，進而增加其堅固性及可靠性。HALT利用階梯應(yīng)力的方式加諸于產(chǎn)品，能夠在早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷、操作設(shè)計邊際及結(jié)構(gòu)強度極限的方法。其加諸于產(chǎn)品的應(yīng)力有振動、高低溫、溫度循環(huán)、電力開關(guān)循環(huán)、電壓邊際及頻率邊際測試等。利用該測試可迅速找出產(chǎn)品設(shè)計及制造的缺陷、改善設(shè)計缺陷、增加產(chǎn)品可靠性并縮短其上市周期快速發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的裕度，獲得產(chǎn)品操作以及破壞極限。挖掘設(shè)

59、計弱點及制程疵病所引致失效?？焖僬页霎a(chǎn)品的失效模式和產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié) 進行失效RCA，開發(fā)CA，并改正失效，提升可靠度。評估和改善產(chǎn)品的設(shè)計HALT的關(guān)鍵在于分析所有故障的根本原因HALT應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)階段，能夠及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。其所施加的應(yīng)力要遠遠高于產(chǎn)品在正常運輸貯藏使用時的應(yīng)力。在HALT試驗中可找到被測物在溫度及振動應(yīng)力下的可操作界限與破壞界限。鑒別低質(zhì)量元器件暴露產(chǎn)品設(shè)計缺陷確定產(chǎn)品操作極限HALT的核心不斷施加應(yīng)力及循環(huán)直至產(chǎn)品失效第51頁，共77頁。開始設(shè)定起始應(yīng)力保持時間功能測試滿足結(jié)束條件？是否為工作極限？記錄當(dāng)前應(yīng)力大小記錄損壞極限記錄工作極限設(shè)定下一個應(yīng)力是否

60、為損壞極限？結(jié)束HALT試驗流程第52頁，共77頁。HALT試驗應(yīng)力施加順序低溫高溫快速熱循環(huán)振動溫度+振動綜合應(yīng)力先試驗破壞力弱的應(yīng)力，再試驗破壞力強的應(yīng)力目的：保護試驗樣本，以從試驗樣本中獲得更多信息第53頁，共77頁。溫度極限振動極限低溫損壞極限低溫工作極限振動工作極限振動損壞極限產(chǎn)品型號-85C-80C6065第54頁，共77頁。* 利用高環(huán)境應(yīng)力將產(chǎn)品設(shè)計缺陷激發(fā)出來，并加以改善； * 了解產(chǎn)品的設(shè)計能力及失效模式； * 作為高應(yīng)力篩選及稽核規(guī)格制定的參考； * 快速找出產(chǎn)品制造過程的瑕疵； * 增加產(chǎn)品的可靠性，減少維修成本； * 建立產(chǎn)品設(shè)計能力數(shù)據(jù)庫，為研發(fā)提供依據(jù)并可縮短設(shè)計