加速壽命試驗

1、加速壽命試驗加速壽命試驗References：Kececioglu, D. and Jacks, J. Q., “The Arrhenius, Eyring, inverse power law and Combination models in accelerated testing”, Reliability Engineering,(1983)Parker, T. P. and Webb, C. W., “A Study of Failure Identified During Board Level Environmental Stress Testing,” IEEE Transac

2、tion on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, Vol. 15, No. 6, pp. 1086-1092(1992).基本上，加速壽命試驗是在物理與時間上，加速產基本上，加速壽命試驗是在物理與時間上，加速產品的劣化肇因，以較短的時間試驗，並據(jù)以推定產品的劣化肇因，以較短的時間試驗，並據(jù)以推定產品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率。加速壽命試驗品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率。加速壽命試驗考慮的三個要素為環(huán)境應力、試驗樣本數(shù)考慮的三個要素為環(huán)境應力、試驗樣本數(shù)及試驗時間。及試驗時間。加速壽命試驗下的失效模式，必須與正常操作環(huán)境加速壽命

3、試驗下的失效模式，必須與正常操作環(huán)境下之壽命試驗相同，其試驗結果才有意義。而且最下之壽命試驗相同，其試驗結果才有意義。而且最重要的是如何掌握其加速因子（重要的是如何掌握其加速因子（Accelerated Accelerated FactorFactor）。假使相同產品，做二種不同應力（加速）。假使相同產品，做二種不同應力（加速）條件的試驗，其結果可得二個不同的特徵壽命條件的試驗，其結果可得二個不同的特徵壽命11（設為低應力試驗條件）及（設為低應力試驗條件）及22（設高應力試驗條（設高應力試驗條件），件），則則12 12 即為加速因子（高、低應力間即為加速因子（高、低應力間相對的加速程度）相對的

4、加速程度）。在相同產品老化程度下，兩種試驗的時間顯然不同，由圖在相同產品老化程度下，兩種試驗的時間顯然不同，由圖中中 所得所得t1t2 t1t2 值即為加速因子。值即為加速因子。 假設產品在正常操作狀態(tài)之壽命及溫度分為假設產品在正常操作狀態(tài)之壽命及溫度分為n n 及及T T n n；加速壽命狀；加速壽命狀態(tài)之壽命及溫度分別為態(tài)之壽命及溫度分別為a a 及及T T a a ，則依，則依Arrhenius Arrhenius 模式成立之加模式成立之加速因子速因子( (A A) )公式如下所示公式如下所示: : 若溫度（外加應力）是產品唯一的加速因素，則採可採用若溫度（外加應力）是產品唯一的加速因素

5、，則採可採用Arrhenius Arrhenius 模式。模式。 反乘法則模式（反乘法則模式（Inverse Power Law ModelInverse Power Law Model）及）及Eyring ModelEyring Model適用適用於金屬和非金屬材料、電容、軸承、電子裝備等之加速壽命試驗模於金屬和非金屬材料、電容、軸承、電子裝備等之加速壽命試驗模式。式。 複合模式（複合模式（Combination ModelCombination Model）則可適用於電子產品之加速壽命）則可適用於電子產品之加速壽命試驗；此外，亦可如試驗；此外，亦可如Martin Marietta Mart

6、in Marietta 公司由其本身所累積之經驗，公司由其本身所累積之經驗，建立某些零組件所適用的加速壽命試驗模式。建立某些零組件所適用的加速壽命試驗模式。（1 1）定應力加速壽命試驗）定應力加速壽命試驗 此法係加重工作應力或環(huán)境應力，短時間內造成強制劣化效果的此法係加重工作應力或環(huán)境應力，短時間內造成強制劣化效果的加速壽命試驗方法，所施加之應力通常大小一定。加速壽命試驗方法，所施加之應力通常大小一定。 亦有隨時間變化的步進應力試驗法。加速應力試驗在施加應力種亦有隨時間變化的步進應力試驗法。加速應力試驗在施加應力種類、大小及施加方式等方面均須有適當考量選擇。類、大小及施加方式等方面均須有適當考

7、量選擇。 應力水準保持固定之壽命試驗稱為定應力壽命試驗（應力水準保持固定之壽命試驗稱為定應力壽命試驗（Constant Constant Stress Accelerated TestStress Accelerated Test；CSATCSAT。（ArrheniusArrhenius）加速壽命試驗模式）加速壽命試驗模式 若加速壽命試驗所考慮的環(huán)境應力為溫度，且失效時間若加速壽命試驗所考慮的環(huán)境應力為溫度，且失效時間符合指數(shù)分佈，則可採用符合指數(shù)分佈，則可採用Arrhenius Arrhenius 模式作為加速壽命模式作為加速壽命試驗之分析模式。在試驗之分析模式。在ArrheniusArrh

8、enius模式中，反應速度常數(shù)模式中，反應速度常數(shù)Kr Kr 與溫度與溫度T T （以絕對溫度（以絕對溫度0K0K表示）間之關係為表示）間之關係為式中K為Boltzmann常數(shù)，E 為活化能，為比例常數(shù)。將上式代入 可建立壽命與溫度T 的關係簡化成EyringEyring加速壽命試驗模式加速壽命試驗模式將（將（2-132-13）式代入）式代入，並令，並令f f（FF）C C常數(shù)，可得壽命與應力的關係及加速因子常數(shù)，可得壽命與應力的關係及加速因子（AA）分別為）分別為振動效應加速壽命試驗模式振動效應加速壽命試驗模式 此模式係由此模式係由Curtis TinlingCurtis Tinling與與

9、AbsteinAbstein利用反乘法則加速壽命試利用反乘法則加速壽命試驗模式之理論基礎發(fā)展而來。本模式所考慮之環(huán)境應力為振動效驗模式之理論基礎發(fā)展而來。本模式所考慮之環(huán)境應力為振動效應，其與產品壽命之關係為應，其與產品壽命之關係為其中( 2 ) ( 2 ) 時間加速壽命試驗時間加速壽命試驗 ( Time Accelerated ( Time Accelerated Test )Test )此法係增加產品操作之反覆次數(shù)或形成連續(xù)此法係增加產品操作之反覆次數(shù)或形成連續(xù)動作，以造成加速效應的方法，屬於狹義的加速壽動作，以造成加速效應的方法，屬於狹義的加速壽命試驗。此法適用於諸如自動電話交換機選擇開關命試驗。此法適用於諸如自動電話交換機選擇開關等，其工作中以開機關機為必要動作且為造成失效等，其工作中以開機關機為必要動作且為造成失效主要原因之機械。主要原因之機械。( 3 ) ( 3 ) 研判加速壽命試驗研判加速壽命試驗 ( Arbitration ( Arbitration Accelerated Test )Accelerated Test )此法係應用劣化觀測及數(shù)據(jù)分此法係應用劣化觀測及數(shù)據(jù)分析研判技巧，加速判定失效率或壽命狀況的方法。析研判技巧，加速判定失效率或壽命狀況的方法。簡單的說，研判加速壽命試驗便是在產品之造價非簡單的說，研判加