產(chǎn)品可靠性測試資料課件

1、2022/7/15產(chǎn)品可靠性測試2022/7/15LUCKY VALLEY R&D一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)可靠性定義和可靠性術(shù)語可靠性定義：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。產(chǎn)品：能夠被單獨考慮的任何元器件、零部件、組件、設(shè)備和系統(tǒng)。規(guī)定的條件：產(chǎn)品使用是的負(fù)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。2022/7/1

2、5一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)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。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。效能：指產(chǎn)品滿足規(guī)定的定量服務(wù)要求的能力。故障：指產(chǎn)品不能執(zhí)行規(guī)定功能的狀態(tài)。應(yīng)力：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)。失效：產(chǎn)品終止完成規(guī)定功能的能力?？煽慷龋寒a(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間（或操作次數(shù)）內(nèi)完成規(guī)定功能

3、的概率。2022/7/15一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)產(chǎn)品可靠性實驗的目的在研制階段使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)定的可靠性指標(biāo)為了是產(chǎn)品能達(dá)到預(yù)定的可靠性指標(biāo)，在研制階段要對樣品進行可靠性實驗，以便找出產(chǎn)品在原材料、結(jié)構(gòu)、工藝、環(huán)境適應(yīng)性等方面存在的問題，經(jīng)過反復(fù)實驗與改進，達(dá)到預(yù)定的要求。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(dá)到規(guī)定的可靠性指標(biāo)。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。對產(chǎn)品進行篩選以提高整批產(chǎn)品的可靠性水

4、平合理的篩選可以將各種原因（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。研究產(chǎn)品的失效機理通過對失效產(chǎn)品進行分析可找出引起產(chǎn)品失效的內(nèi)在原因（即失效機理）幾產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，從而可以采取相應(yīng)的措施來提高產(chǎn)品的可靠性水平。2022/7/15一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)產(chǎn)品可靠性實驗分類根據(jù)實驗的地點、實驗的項目、可靠性工作的階段、施加應(yīng)力的強度、對可靠性的影響、實驗破壞情況、實驗規(guī)模及抽樣方案的類型等，可將可靠性實驗分成很多種類。但通常慣用的分類法是把可靠性實驗簡化歸納為五大類，即環(huán)境實驗、壽命實驗、篩選實驗、

5、現(xiàn)場使用實驗和鑒定實驗。環(huán)境實驗：是考核產(chǎn)品在各種環(huán)境（振動、沖擊、離心、溫度熱沖擊、潮濕、鹽霧、低氣壓等）條件下的適應(yīng)能力，是評價產(chǎn)品可靠性的重要實驗方法之一。壽命實驗：是研究產(chǎn)品壽命特征的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件進行。現(xiàn)場使用實驗：是在使用現(xiàn)場中進行的實驗，它最能真實地反映產(chǎn)品的可靠性問題，所獲得的數(shù)據(jù)對于產(chǎn)品可靠性預(yù)測、設(shè)計和保證有很高價值。對制訂可靠性實驗計劃，驗證可靠性實驗方法和評價實驗精確性，現(xiàn)場使用實驗的作用則更大。鑒定實驗：是對產(chǎn)品的可靠性水平進行評價時而做的實驗。它運用根據(jù)抽樣理論制定出來的抽樣方案，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

6、驗。2022/7/15LUCKY VALLEY R&D一、產(chǎn)品可靠性能檢驗基礎(chǔ)可靠性實驗計劃為了節(jié)省實驗時間和費用，保證實驗結(jié)果正確可靠，在實驗開始之前，在充分研究分析的基礎(chǔ)上，制訂詳細(xì)的可靠性實驗計劃。實驗計劃應(yīng)當(dāng)提出實驗的目的、要求、條件、程序及實驗過程中必須注意的細(xì)節(jié)和說明。其詳細(xì)程度應(yīng)能保證實驗人員順利操作，并處理實驗過程中可能遇到的問題?？煽啃詫嶒炗媱澮话惆ㄈ缦聝?nèi)容：產(chǎn)品的可靠性要求可靠性實驗的目的和條件可靠性實驗的進度計劃及費用預(yù)算可靠性實驗的方案受試產(chǎn)品的要求（包括數(shù)量及說明，受試設(shè)備檢測安排及要求等）可靠性實驗中對產(chǎn)品性能的監(jiān)測要求可靠性實驗用的設(shè)備、儀表實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方

7、法實驗報告的內(nèi)容時間和實驗人員2022/7/15二、可靠性篩選實驗可靠性篩選的目的可靠性篩選的目的就是通過對生產(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?？煽啃院Y選的意義如右圖所示是由零件、元器件組成的產(chǎn)品失效率曲線,曲線的典型特征是兩端高、中間低，呈浴盆狀，習(xí)慣稱之為“浴盆曲線”。早期失效期出現(xiàn)在產(chǎn)品開始工作的初期，其特點是失效率高，它隨時間迅速下降，可靠性篩選實驗是淘汰早期失效產(chǎn)品的有效方法之一。2022/7/15二、可靠性篩選實驗可靠性篩選的特點篩選實驗一般要100%地對受試產(chǎn)品施加應(yīng)力，目的是暴露產(chǎn)品固有的以及生產(chǎn)、

8、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。篩選實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。篩選實驗是一個挑選過程，對產(chǎn)品進行100%的篩選檢查，由篩選分出的等級是相應(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)確的模擬真實的工作條件和環(huán)境條件。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

9、靠性。2022/7/15二、可靠性篩選實驗可靠性篩選的特點檢查篩選目視或放大鏡、顯微鏡檢查篩選。紅外線非破壞性檢查篩選。X射線非破壞性檢查篩選。顆粒碰撞噪聲測試篩選。密封性篩選液體浸沒檢漏實驗。氨質(zhì)譜檢漏篩選。放射性同位素氣體示蹤檢漏篩選。潮濕篩選。2022/7/15二、可靠性篩選實驗環(huán)境應(yīng)力篩選力學(xué)環(huán)境應(yīng)力篩選，有振動（包括正旋振動和隨機振動）、沖擊和離心加速度等項目。氣候環(huán)境應(yīng)力篩選，有溫度循環(huán)、溫度沖擊、恒溫恒濕、潮熱交變、低氣壓和高低溫測試等。特殊環(huán)境應(yīng)力篩選，有高溫、高壓、高真空、輻射等?；旌檄h(huán)境應(yīng)力篩選，有電、沖擊混合動力；電溫度循環(huán)、濕度和振動混合應(yīng)力等。這種篩選比單位應(yīng)力要有效

10、的多。環(huán)境溫度篩選高溫儲存篩選。低溫儲存篩選。功率老煉篩選。測試篩選初始參數(shù)篩選。線性判別篩選。2022/7/15三、可靠性壽命實驗可靠性壽命實驗的目的可靠性壽命實驗的目的是了解產(chǎn)品的壽命特征量、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式?？煽啃詨勖鼘嶒灥姆诸惪煽啃詫嶒炛械囊恍┘夹g(shù)問題實驗方法問題測量方法的問題實驗設(shè)備和裝置問題保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題2022/7/15四、可靠性加速壽命實驗加速壽命實驗的意義節(jié)約了實驗時間，為電子產(chǎn)品的研制、開發(fā)和升級換代贏得了時間為可靠性物理研究提供足夠的信息和樣品經(jīng)濟效益顯著社會效益顯著加速壽命實驗的分類恒定應(yīng)力加速壽命實驗恒定應(yīng)力加

11、速壽命實驗是在加速壽命實驗過程中施加應(yīng)力的水平保持不變。其實驗應(yīng)力水平高于額定應(yīng)力水平，這種實驗的因素單一，數(shù)據(jù)容易處理，外推的準(zhǔn)確性高，是經(jīng)常采用的一種實驗方法。循環(huán)應(yīng)力加速壽命實驗步進應(yīng)力加速壽命實驗步進應(yīng)力加速壽命實驗施加應(yīng)力的方式為按每段實驗時間的順序相應(yīng)的應(yīng)力水平，以階梯式逐步上升。序進應(yīng)力加速壽命實驗序進應(yīng)力加速壽命實驗所施加的應(yīng)力隨時間等速直線上升，直至樣品產(chǎn)生足夠的退化（或失效）為止。2022/7/15四、可靠性加速壽命實驗2022/7/15四、可靠性加速壽命實驗加速壽命實驗2022/7/15五、電子元器件失效率鑒定實驗失效率實驗的目的電子元器件的可靠性可以從不同的角度來衡量，

12、通常用失效率來定量表征元器件的可靠性，所以電子元器件失效率的定義為單位時間內(nèi)失效的元器件數(shù)同該段時間內(nèi)正常工作的元器件總數(shù)之比。失效率是工作時間的涵數(shù)，一般電子元器件的失效率與工作時間的關(guān)系曲線如下圖所示，它分為三個階段：早期失效階段，這個階段的特點是失效率高，并隨工作時間的增加失效率降低，該階段失效的主要原因是原材料的缺陷和元器件制造工藝因素。2022/7/15五、電子元器件失效率鑒定實驗偶然失效階段，又稱隨機失效階段或穩(wěn)定階段，次階段的特點是失效率低，幾乎為一常數(shù)。偶然失效原因是由于某一時刻元器件中積累的應(yīng)力超過了缺陷的強度所引起的應(yīng)力。耗損失效階段，又稱為磨損、老化失效階段，該階段的特點

13、是失效率隨工作時間的增長而增大，大量元件到此開始失效，出現(xiàn)耗損階段是因材料老化或機械零件磨損而造成的。失效率實驗的分類電子元器件失效率的分類，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1772-79可以分為：定級實驗、維持實驗、升級實驗三種。定級實驗為首次確定產(chǎn)品的失效率等級而作的實驗或在某一失效率等級的維持和升級實驗失敗后，對產(chǎn)品重新確定其失效率等級而進行的實驗。維持實驗為證明產(chǎn)品的失效率等級仍不低于定級實驗或升級實驗后所確定的失效率等級所進行的實驗。升級實驗為證明產(chǎn)品的實效率等級比原定的失效率等級更高而進行的實驗。2022/7/15五、電子元器件失效率鑒定實驗電子組件常見的失效模式和機理匯總器件: 潮濕敏感損傷 -

14、 濕度，溫度錫須失效 - 濕度，溫度，溫度循環(huán)，彎曲等PCB:熱損傷失效 - 溫度電化學(xué)遷移失效 - 溫度，濕度，電應(yīng)力失效 - 溫度，濕度，電應(yīng)力焊點：熱疲勞失效 - 溫度循環(huán)機械過應(yīng)力失效 - 彎曲，沖擊，機械振動，跌落機械疲勞失效 - 機械振動脆性失效 - 高溫2022/7/15六、設(shè)備可靠性實驗設(shè)備可靠性實驗的特點實驗條件要求特別復(fù)雜（需要加各種應(yīng)力，程序復(fù)雜，要完成實驗工作必須有綜合環(huán)境實驗設(shè)備及外圍支持設(shè)備和儀表）實驗時間長（實驗時間由選取的可靠性實驗方案而定）實驗采用統(tǒng)計學(xué)方法，因此實驗有判錯概率。設(shè)備可靠性實驗的分類可靠性研制實驗實驗的目的是通過對產(chǎn)品施加一定的環(huán)境應(yīng)力或工作負(fù)

15、荷，尋找產(chǎn)品中的潛在缺陷，促進產(chǎn)品改進設(shè)計，以提高產(chǎn)品的固有可靠性水平?？煽啃栽鲩L實驗實驗?zāi)康氖峭ㄟ^對產(chǎn)品施加模擬任務(wù)環(huán)境的綜合環(huán)境應(yīng)力，以暴露產(chǎn)品中的潛在缺陷并采取糾正措施，使產(chǎn)品的可靠性達(dá)到要求的水平?？煽啃澡b定實驗實驗的目的是驗證產(chǎn)品的設(shè)計是否達(dá)到了規(guī)定的可靠性要求?？煽啃则炇諏嶒瀸嶒?zāi)康氖菫榱蓑炞C產(chǎn)品的可靠性未隨生產(chǎn)期間工藝、工裝、工作流程和元部件質(zhì)量的變化而降低。2022/7/15六、設(shè)備可靠性實驗可靠性測定實驗實驗的目的是評估設(shè)備當(dāng)前所具有的可靠性水平。一般采用統(tǒng)計實驗方法進行測定。可靠性實驗報告的內(nèi)容要求受試產(chǎn)品的表識、對試樣的描述、實驗方案中規(guī)定的技術(shù)狀態(tài)的容差要求等。實驗評估的日期和地點。實驗評估的目的說明，包括類型、測試單位和要驗證的定量指標(biāo)和要求。使用的實驗方案、環(huán)境量值、實驗剖面、所得數(shù)據(jù)的評定方法、實驗條件與臨界使用情況下所預(yù)期的條件比較、合同項目的用途。所取得的結(jié)果，包括明確說明和討論所要驗證的目標(biāo)是否得到滿足的驗證。承制單位根據(jù)實驗、驗證結(jié)果的評定所做出的結(jié)論和建議。在拒收判決情況下重新實