電子產(chǎn)品的可靠性試驗

電子產(chǎn)品的可靠性試驗
為評價分析電子產(chǎn)品的可靠性而進行的試驗，廣義說，包括各種環(huán)境條件下的模擬試驗和現(xiàn)場試驗。按試驗項目可分為環(huán)境試驗、壽命試驗和特殊試驗；按試驗目的可分為篩選試驗、鑒定試驗和驗收試驗；按試驗性質(zhì)可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。
  通過可靠性試驗，可以確定電子產(chǎn)品在各種環(huán)境條件下工作或存儲時的可靠性特征量，為使用、生產(chǎn)和設計提供有用的數(shù)據(jù)；也可以暴露產(chǎn)品在設計、原材料和工藝流程等方面存在的問題。通過失效分析、質(zhì)量控制等一系列反饋措施，可使產(chǎn)品存在的問題逐步解決，提高產(chǎn)品可靠性。
  評價和分析產(chǎn)品壽命特征的試驗稱為壽命試驗。對于大部分電子產(chǎn)品，壽命是*主要的一個可靠性特征量。因此，可靠性試驗往往指的就是壽命試驗。壽命試驗可分為非工作狀態(tài)的存儲壽命試驗和工作狀態(tài)的工作壽命試驗兩類。為了縮短試驗周期、減少樣品數(shù)量和試驗費用，常常采用加速壽命試驗。在不改變產(chǎn)品的失效機理和增添新的失效因子的前提下，提高試驗應力（相對于工作狀態(tài)的實際應力或產(chǎn)品的額定承受應力），以加速產(chǎn)品的失效過程。根據(jù)試驗中應力施加方式的不同，又可分為：①在試驗過程中應力保持不變的恒定應力加速壽命試驗；②試驗過程中應力逐級步進式增加的步進應力加速壽命試驗；③試驗過程中應力連續(xù)增加的序進應力加速壽命試驗。
  在電子產(chǎn)品加速壽命試驗中，*常用的應力為溫度和電壓。以溫度為應力的加速壽命試驗，其基本理論模型是化學反應動力學的阿列尼烏斯方程
              [196-01]式中[kg2]d/d為某種物理、化學反應過程的速率；為比例常數(shù)；為玻爾茲曼常數(shù)；為激活能；為**溫度；為時間。上式可變換為
              [196-02]即壽命的對數(shù)與**溫度的倒數(shù)成線性關系。
  以電壓為應力的加速壽命試驗，其基本理論模型為逆冪律
                  [196-03]式中為比例常數(shù)，為所施加的電壓。
  上式可變換為
              ln＝＋ln 即壽命的對數(shù)與電壓的對數(shù)成線性關系。
   由于壽命試驗費時較多，通常不待受試樣品全部失效就要結(jié)束，即大部分壽命試驗都是截尾試驗。根據(jù)試驗截尾方式(固定試驗時間或固定試驗中失效樣品數(shù))和受試樣品失效后有無替換，壽命試驗可分為四種：①無替換定時截尾試驗；②有替換定時截尾試驗；③無替換定數(shù)截尾試驗；④有替換定數(shù)截尾試驗。在電子產(chǎn)品壽命試驗中，*常用的壽命分布為指數(shù)分布、威布爾分布和對數(shù)正態(tài)分布。*常用的壽命試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法有概率紙圖解法、*大似然估計法、*佳線性無偏估計法、*佳線性不變估計法等。
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   所謂篩選，就是設法除去在材料、元件、器件、設備、系統(tǒng)等方面潛在的**因素和缺陷，而把優(yōu)良的產(chǎn)品挑選出來。采用外加應力或其他手段將成品中潛在的早期失效產(chǎn)品剔除的試驗稱為可靠性篩選。外加應力可以是熱應力、電應力、機械應力或者幾種應力的組合，篩選應力大小和作用時間的選取原則是：①針對產(chǎn)品的主要失效機理；②所用的應力對于良好的產(chǎn)品應無破壞作用，而對于有缺陷的產(chǎn)品應能使缺陷很快暴露；③根據(jù)用途、成本、產(chǎn)品批量大小和試驗設備等條件統(tǒng)一考慮，力求*佳的經(jīng)濟效果；④充分調(diào)查，收集數(shù)據(jù)，掌握產(chǎn)品的失效分布和失效機理，才能確定合理的篩選項目。*常見的篩選方法有:①目檢（顯微鏡鏡檢、X射線照相、紅外掃描等）；②電性能測試；③密封檢漏；④環(huán)境應力篩選（恒定加速、機械振動、沖擊、溫度循環(huán)、熱沖擊等）；⑤壽命篩選（高溫儲存、功率老化、高溫反偏等）。

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