可靠性试验介绍图文

可靠性试验分类
浴盆曲线与可靠性试验
浴盆曲线
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
可靠性试验的要素
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
故障判据
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
② 可靠性增长试验 通过对产品施加模拟实际使用环境的综合环境应力，暴 露产品中的潜在缺陷并采取纠正措施，使产品的可靠性 达到规定的要求。
可靠性试验
6. 按试验所处阶段分
③ 可靠性鉴定试验 模拟实际使用环境，对产品施加工作应力，验证产品设 计是否达到规定的可靠性要求。
④ 可靠性验收试验 模拟实际使用环境，对产品施加工作应力，验证批生产 产品的可靠性是否保持在规定的水平，即产品经过生产 期间的工艺、工装、工作流程变化后的可靠性。
可靠性试验
4. 按试验地点分
① 现场可靠性试验； ② 实验室可靠性试验。
5. 按试验的应力和强度分
① 恒定应力试验； ② 步进应力试验； ③ 序进应力试验； ④ 加速应力试验。
可靠性试验
6. 按试验所处阶段分
① 可靠性研制试验 通过对产品施加环境应力、工作载荷，寻找产品中的设 计缺陷，以改进设计，提高产品的固有可靠性。
可靠性工程-可靠性试验概述(ppt114 页)
（一）可靠性筛选
2、可靠性筛选的方法 1）测试筛选 ①初始参数筛选（分布截尾筛选） 目的是为了获得参数与设计要求相适应的产品，剔除那些超 出容差极限值的产品。 首先要确定被筛选对象的哪些参数直接影响系统的可靠性， 以及为保证系统可靠性应规定的容差极限值，由此定下参数 的筛选项目和合格标准。筛选对象应为设计、工艺相当稳定 条件下生产的产品，因此，其各项参数应服从正态分布。

9 5/22/08
AOS 可靠性试验
Item
Test Name （试验名）
Condition （条件）
1
HTS
High Temperature Storage （高温储存试验）
温度=150度, 无偏压 500hrs, 1000hrs
2
HTGB
High Temperature Gate Bias （高温Gate偏压试验）
▪ 目的：评估器件在电和温度作用下的持久能力 ▪ Reference: JESD22-A108
150℃/ 80%Vdsmax
13 5/22/08
ESD test
♦ Electrostatic Discharge (ESD，静电放电) is a
single-event, rapid transfer of electrostatic charge between two objects, usually resulting when two objects at different potentials come into direct contact with each other. ♦ ESD是通过直接接触或电场感应等潜在引起的不同静电在 物(人)体间的非常快速的电荷转移的一个强电流现象 ♦ 它会破坏或损害半导体器件而导致其电性能退化及损害.
16 5/22/08
CDM ESD
♦ CDM：Charged Device Mode （器件放电模式）.
♦ 器件放电模式ESD测试：带静电元器件上的静电向低电压 物体释放的现象 ▪ Reference: JESD22-C101
17 5/22/08
Precon
♦ 预处理试验： 评估器件在包装，运输 ，贴片过程中的

7.可靠性试验
可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种 手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断 产品是否达到指标要求提供依据。简单地说，测试产品可 靠度指标的试验就是可靠度试验。 可靠性试验分类
A. 环境试验 B. 寿命试验 C. 机械应力试验 D. 耐气候测试试验 E. 功能试验 F. EMC及安规试验
⑴砂尘试验箱 试验项目：粉尘试验
12
实验室测试设备
砂尘试验箱图片
13
实验室测试设备
⑵可程式恒温恒湿试验箱 试验项目：高低温运行、高温 高湿 运行、高
低温存储、高温高湿存储，涂层温湿度存储， 包装存储
14
实验室测试设备
可程式恒温恒湿 试验箱图片
15
实验室测试设备
⑶冷热冲击试验箱 试验项目：冷热冲击试验
3
可靠性测试的必要性
3.可靠性测试的必要性
确认有无设计上的缺点 确认有无加工器具和工艺制程上的缺陷 确认有无瑕疵的零组件 确认有无任何变异产生 确认工程修改的完整性 建立及检测 产品整体的品质水平
环境应力筛选: 产品在设计允许的强度极限下, 运用加速 技巧,找出已存在于产品中潜在暇疵给筛选出来, 以免该产 品于日后使用过程中,遭受环境应力时而导致失效发生,造 成不必要的损失
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实验室测试设备
按键寿寿命试验机 试验项目：接口插拔寿命试验
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实验室测试设备
接口插拔寿命 试验机图片
37
实验室测试设备
⒁扭曲试验机 试验项目：扭曲试验
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实验室测试设备
扭曲试验机图片
39
实验室测试设备
⒂点击划线寿命试验机 试验项目：触摸屏点击寿命试验，触摸屏划 线寿

♦ 可靠性：产品在规定的条件下，规定的时间内完 成规定功能的能力
4
可靠性 Vs 质量
♦ 可靠性: 衡量器件寿命期望值，也就是说可以通过可靠性
结果计算器件需要多久持续满足规范要求。
♦ 质量：衡量器件在当前是否满足规定的标准要求。
5
浴盆曲线
失效率 (1/time)
Infant Mortality 初期失效率
Wear out 老化
短时间可靠性试验 (Burn-In)
Random failure 随机失效
)(
Useful Life 可用时期
)(
长时间可靠性试验 (Reliability stress test)
时间
6
接上页
♦ 初期失效区域
▪ 大多数半导体元器件共性 ▪ 主要有设计，制造原因引起 ▪ 能够被筛选 ▪ 大致需要3-15个月，通常为1年
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可靠性试验目的
♦ 可靠性试验目的：
▪ 使试制阶段的产品达到预定的可靠性指标。 ▪ 对产品的制作过程起监视作用。 ▪ 根据试验制定出合理的工艺筛选条件。 ▪ 通过试验可以对产品进行可靠性鉴定或验收。 ▪ 通过试验可以研究器件的失效机理。
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可靠性试验分类
♦ 对于不同的产品，为了达到不同的目的，可以选择不同的 可靠性试验方法。可靠性tem
Test Name （试验名）
Condition （条件）
1
HTS
High Temperature Storage （高温储存试验）
温度=150度, 无偏压 500hrs, 1000hrs
2
HTGB
High Temperature Gate Bias （高温Gate偏压试验）
可靠性试验介绍

– 低温贮存试验 – 低温工作试验 – 温度变化速率：3℃/min
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低温环境效应
材料的硬化或脆化
减振架刚性增加
由于温度瞬变的响应，造成产品不 机械强度降低（破裂、开裂） 同材料程度的收缩，以及不同零件 的胀差，引起部件相互咬死
由于粘度增加，润滑油的作用会降 受约束的玻璃产生静疲劳 低
电子元器件的性能改变 变压器和机电部件的性能改变
可靠性与环境试验能力介绍
1
服务内容
电子产品预期使用环境条件的调查与分析，为产品设 计、试验和验收提供环境和可靠性设计数据。
电子产品可靠性测定、鉴定、验收试验。为生产方、采购 方或使用委托方提供客观、公正、科学的产品可靠性水平 评价报告。
汽车、通讯、工控、家电类等电子、电器产品试验和耐环 境能力评价，提供振动、冲击、高低温恒定或交变、湿热 等环境试验以及产品的包装、运输和各种气候条件下的环 境模拟试验和质量评价试验。
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环境试验项目的剪裁
剪裁的目的
– 是在于保证按产品能够耐受其寿命期内将遇到的环 境应力这一要求来设计环境试验。
剪裁的必要性
– 传统的试验标准规定了统一的试验条件、试验方法 和试验程序，用最严酷的环境来代替未知的环境， 导致试验过于严酷，提高产品研制成本，且试验效 果不理想。
剪裁方法
– 逻辑三步法：一弄清产品特性；二弄清气候环境剖 面；三设计试验。
确定产品在规定环境条件下，贮存、运输和使 用环境的适应性，以考虑其预期的有效寿命。
提供有关产品设计和生产质量的资料。
33
环境试验程序
6最后检测 5恢复
1预处理
试验程序
4中间检测
2初始检测
3试验
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t ˆ ln 1
1r / n
例8-3 已知条件同例8-1，求使累积失效概率达到60％时， 在300℃，250 ℃和200℃下贮存寿命试验的截止时间。
8.4.4 指数分布条件下试验产 品可靠性评估
1.寿命试验分类 2.完全寿命试验时产品可靠性评估 3.截尾寿命试验时产品可靠性评估
1、寿命试验分类
单项环境试验 综合环境试验
较真实、较可靠、速度快、设备复杂、费用昂贵
高低温交变试验箱/高低温交变湿热试验箱/高低温实验箱/恒定湿热试验箱
8.4 寿命试验和加速寿命试验
8.4.1 寿命试验的分类及概念 8.4.2 寿命试验的设计问题 8.4.3 指数分布条件下寿命试验的设计 8.4.4 指数分布条件下产品可靠性评估
老炼：使仪器或设备性能参数稳定的过程
8.3 环境适应性试验
环境试验的方法
现场使用试验 真实、准确、试验周期长、花费大
天然暴露试验 方法简单、成本低、速度慢、试验周期长
人工模拟试验
常用的环境模拟试验项目：低温、高温、热冲击、温度循 环、潮热、低气压、盐雾、霉菌、沙尘、振动、冲击、碰 撞、离心、运输、声振、爆炸、真空冷热浸、真空冷焊试 验等
1 eu2 / 2du
2
第八章 可靠性试验
程真英 仪器科学与光电工程学院
主要内容
8.1 可靠性试验概述 8.2 可靠性筛选和电子元器件老炼 8.3 环境适应性试验 8.4 寿命试验和加速寿命试验
8.1 可靠性试验概述
可靠性试验：为了评价或提高产品可靠性而进 行的试验
分类：
筛选试验、验证试验、测定试验、鉴定试验 模拟试验、现场试验 环境试验、寿命试验、加速试验、各种特殊试验 破坏性试验、非破坏性试验 筛选试验、环境试验 、寿命试验 、现场使用试验、

解： ①求F(t) 累积失效概率
查表8-1得： F ( t ) = 28%
②求投入试验的样品数
可靠性设计
>20
应投入试验的样品数为71个。
3、产品寿命试验的截止时间 • 截止时间与样品数及希望达到的失效数有关：
试验时间： ln n
n 1
• 截止时间与产品累积失效概率有关
ti
ln 1
1F(ti)
可靠性设计
可靠性设计
4、寿命试验和加速寿命试验 寿命实验是评价分析产品寿命特征的试验。通过寿
命试验可以获得失效率、平均寿命等可靠性特征量。
模仿正常工作应力进行的寿命试验，需要较长的时间，代价很高。
加速寿命试验就是在不改变产品失效机理、不引 入新的失效因子的前提下，提高试验应力，加速产品 失效进程，再根据加速试验结果，预计正常应力下的 产品寿命。
可靠性设计
（2）产品研制定型中，进行可靠性鉴定 判断产品的设计和生产工艺是否符合可靠性要求，
确定能否进行批量生产。 （3）产品的生产过程中控制产品的质量
可靠性设计
8.1 可靠性试验分类及方法
一、可靠性试验的分类
按试验项目
筛选试验
环境试验
可靠性提高试验
可靠性增长试验
寿命试验（可靠性的评价试验）
1、可靠性筛选试验
通过实验结果对故障特征机理进行分析，找出改 进措施，进一步提高产品可靠性。使产品可靠性接近 设计规定固有可靠性水平。
（1）环境条件 气候环境条件 温 湿 气 风 雨 雪 水 露 霜 沙 盐 油游离等
度度压
雪 尘 雾 雾气体
机械环境条件
可靠性设计
振 冲 离 碰 跌 摇 静 失 声 爆 冲等
动击心撞落摆力重振炸击 辐射条件

确定试验样品的数量和类型
确保试验样品的质量和性能符 合要求
准备试验样品的包装和运输
确保试验样品的安全和保密性
进行试验
确定试验目的和需求 设计试验方案和计划 准备试验设备和材料
执行试验操作和记录数据 分析试验结果和评估可靠性 编写试验报告和总结
记录和分析试பைடு நூலகம்数据
记录试验数据：详细记录试验过程中的所有数据，包括时间、温度、湿度、压力等 数据整理：将试验数据按照时间、温度、湿度、压力等分类整理，便于分析 数据分析：对试验数据进行统计分析，包括平均值、标准差、置信区间等 结果评估：根据数据分析结果，评估试验的可靠性，并提出改进措施
电子设备：如手机、电脑等，确保产品在
0各种环境下的稳定性和可靠性 3
航空航天：如飞机、卫星等，确保产品在
0各种极端环境下的稳定性和可靠性 5
工业设备：如工业机器人、数控机床等， 确保产品在各种工业环境下的稳定性和可 靠性
0 2
汽车行业：如汽车发动机、刹车系统等，
0确保产品在各种路况下的稳定性和可靠性 4
可靠性评估和预测技术的应用
电子设备：用于评估电子设备的可靠性，预测其使用寿命 机械设备：用于评估机械设备的可靠性，预测其故障率 汽车行业：用于评估汽车的可靠性，预测其安全性能 航空航天：用于评估航空航天设备的可靠性，预测其安全性能
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可靠性试验的应用领域和发展趋势
可靠性试验在各领域的应用
0 1
安全性可靠性试验：评 估产品在规定条件下的 安全性能
电磁兼容性可靠性试验： 评估产品在电磁环境中 的性能表现
软件可靠性试验：评估 软件在规定条件下的性 能表现和稳定性
03
可靠性试验的程序和步骤
制定试验计划

失效分析
失效是什么？ 失效分析是什么？ 失效分析的方法
失效是什么
发生下列情况之一时，机械产 品被定义为失效： (1)完全失去规定的功能； (2)仍然可用，但是不再能够良 好地执行其原定的功能； (3)严重的损伤，使其在继续使 用中失去可靠性及安全性，因 而需要立即从服役中拆除进行 修理成调换。
机械零件的失效分类
确定失效对象的状态
失效源区分析原则
失效源区在缝隙最宽处 失效源区在两组人字形纹汇合处 失效源区在放射棱线发源处 断口上有疲劳弧线发源地为失效源区 断口上有生锈痕迹，可判断为旧痕，可能是失效源区
失效源区分析原则
失效源区在裂缝最宽处
失效源区分析原则
失效源区在两组人字形纹汇合处
失效源区分析原则
失效源区在放射棱线发源处
失效分析的方法
确定失效对象的状态 分析确定失效原因 做出结论，提出对策
确定失效对象的状态
收集背景数据及使用条件 环境，汽车载荷、速度、道路、交通状况，使用 的油料，操作情况，行驶里程，损坏件出厂日期、 厂家等等。 对失效部件进行残骸分析及初步检查 找出失效的先导失效件和失效源。
确定失效对象的状态
当不合格品数k<=c时，产品合格； 当不合格品数k>c时，产品不合格。
若产品的实际不合格率为P，产品被判定为合格的概率：
c
LP Cnk Pk 1 P nk k 0
假定有两个不合格率：
合格可靠性水平P0，极限可靠性水平P1。 1-L(P0):厂方风险；L(P1)：用方风险。
可靠性抽样试验
福特公司批检验抽样表
可靠性抽样试验
汽车零部件威布尔分布计量一次抽样
t tR

2019/9/13
Reliability Prediction
15
环境应力筛选试验（ESS）
注意事项 1）不应改变产品失效机理 2）不必准确模拟产品真实环境条件，但也不能
超过规定值，只是剔除早期故障，不能引入故 障 3）筛选不直接提高可靠性，只有通过改进设计 或工艺才能提高固有可靠性 4）关键设备，要实施3级100%的筛选 5）不能代替鉴定试验、验收试验
产品可靠性的增长规律或总趋势 目的： 1、使可靠性增长做到有计划（试验时间和增长速度） 2、能动态评估当前的可靠性水平 3、能预测将来的可靠性水平 种类，近十种： • 图分析法——杜安（Duane）模型：简单易于理解 • 统计分析法——AMSAA模型：坚实的统计学基础
2019/9/13
Reliability Prediction
产品的技术状态已固化。 3、前提条件：具有耗损特性的产品。
2019/9/13
Reliability Prediction
32
产品的寿命参数
用于度量产品的耐久性 • 首次大修期限（首翻期） • 使用寿命 • 大修间隔期（翻修间隔期） • 总寿命 • 储存寿命（储存条件下） • 可靠寿命（给定可靠度）
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Duane模型——可修产品
2019/9/13
Reliability Prediction
30
AMSAA模型
1、前提假设 • AMSAA模型把可修产品在RGT过程中关联故
障的累积过程建立在随机过程理论基础上，认 为关联故障的累积过程是一个特定的非齐次 Poisson过程。 2、AMSAA模型是Duane模型的概率解释 3、AMSAA模型建立在严格的随机过程理论基础 上，在评估RGT试验结果时有一系列的统计分 析方法——增长趋势检验；模型参数点估计； 拟合优度检验；最终MTBF估计，……