可靠性5-1
LAH.5Q0.951.可靠性标准 _2021.06.22__) -
LAH.5Q0.951.可靠性标准 _2021.06.22__) -VW LAH.5Q0.951 可靠性试验 Version:2021.06.22 目录1.前言 ........................................................................... .............................................................................. .......................... 3 2.部件可靠性试验 ........................................................................... .............................................................................. ...... 3 2.1.试验要求 ........................................................................... .............................................................................. ............... 3 2.1.1试验设备 ........................................................................... .............................................................................. ............ 3 2.1.2 符合性证明 ........................................................................... .............................................................................. ....... 4 2.2部件描述. .......................................................................... .............................................................................. ............... 4 2.2.1 配置 ........................................................................... .............................................................................. ................... 4 2.2.2 功能变量 ........................................................................... .............................................................................. ........... 5 2.2.3 容许的功能限制 ........................................................................... .............................................................................8 2.3车辆应用要求 ........................................................................... .............................................................................. ....... 8 2.3.1.1. 工作时间（车辆寿命） ......................................................................... ............................................................... 9 2.3.1.2. 温度要求 ......................................................................................................................................................... ....... 9 2.3.1.3 电源要求 ........................................................................... .............................................................................. ........ 9 2.3.1.4. 环境影响 ........................................................................... .............................................................................. ..... 10 2.4 基本要求 ........................................................................... .............................................................................. ............ 10 2.5 电气要求 ........................................................................... .............................................................................. ............ 14 2.5.1 跳线跨接启动 ........................................................................... ...............................................................................14 2.5.2 反极性 ........................................................................... .............................................................................. ............. 14 2.5.3 绝缘电阻 ........................................................................... .............................................................................. ......... 14 2.6 机械要求 ........................................................................... .............................................................................. ............ 15 2.6.1 自由跌落 ........................................................................... .............................................................................. ......... 15 2.6.2 灰尘试验 ........................................................................... .............................................................................. ......... 15 2.6.3 振动试验 ........................................................................... .............................................................................. ......... 16 2.6.4 机械冲击 ........................................................................... .............................................................................. ......... 18 2.6.5 褶皱和插接式连接 ...........................................................................2.6.6 插入力和耦合插针强度（装配） ......................................................................... ................................................. 18 2.6.7 插针分离力（插入接触） ......................................................................... ........................................................... 19 2.6.8 电缆保持力，衔接保持力 ........................................................................... ........................................................... 21 2.6.9 拔出力 ........................................................................... .............................................................................. ............. 21 2.7 气候要求 ........................................................................... .............................................................................. ............ 22 2.7.1 老化 ........................................................................... .............................................................................. ................. 22 2.7.2 多阶段温度试验 ........................................................................... (23)2.7.3 高温操作 ........................................................................... .............................................................................. ......... 23 2.7.4 温度冲击（部件） ......................................................................... . (24)2.7.5 盐雾试验，带操作，外部 ........................................................................... ........................................................... 24 2.7.6 湿热循环 ........................................................................... .............................................................................. ......... 24 2.7.7 防水-IPX0~IPX6K ................................................................... .............................................................................. .. 25 2.7.8 高压清洗/蒸汽清洗 ........................................................................... . (27)2.7.9 温度冲击，带溅水 ...........................................................................2.7.10 密封性 ........................................................................... .............................................................................. ........... 29 2.7.11 高原试验 ........................................................................... .............................................................................. ....... 31 2.7.12 触点氧化（部件） ......................................................................... .. (32)2.7.13 触点氧化（单个触点） ......................................................................... ............................................................... 32 2.7.14 按规定速度变化温度 ........................................................................... .. (34)1VW LAH.5Q0.951 可靠性试验 Version:2021.06.22 2.7.15 抗露天风化 ........................................................................... .............................................................................. ... 35 2.7.16 抗环境因素 ........................................................................... .............................................................................. ... 35 2.7.17 热性能 ........................................................................... .............................................................................. ........... 36 2.8 化学要求 ........................................................................... .............................................................................. ............ 39 2.9 寿命试验 ........................................................................... .............................................................................. ............ 39 2.9.1 婚礼试验 ........................................................................... .............................................................................. ......... 39 2.9.2 长鸣试验 ......................................................................................................................................................... ......... 41 2.9.3 耐久试验 ........................................................................... .............................................................................. ......... 42 2.10 试验计划 ........................................................................... .............................................................................. .......... 45 3.缩略语列表 ........................................................................... .............................................................................. ............ 47 4. 参考文件1 ............................................................................ .............................................................................. .. (48)2VW LAH.5Q0.951 可靠性试验 Version:2021.06.22 修订记录版本 2021-07-10 2021-08-26 2021-09-04 首次发布将评审部分的内容进行了合并删除了不相关的要求/章节将激活循环进行了调整（暂停时间由15分钟改为2021-10-09 14分35s）。
可靠性工程20143教材
当把可靠度作为分配参数时，对于需要长期工作的产品， 分配较低的可靠性指标，因为产品的可靠性随着工作时 间的增加而降低。 对于重要度高的产品，应分配较高的可靠性指标，因为 重要度高的产品的故障会影响人身安全或任务的完成。
分配时还应结合维修性、保障性，如可达性差的产品， 分配较高的可靠性指标，以实现较好的综合效能等。
RS Ri R n
i 1
n
即
Ri RS
* i * s
1 n
n RS
/n
等分配法适用设计初期，方案论证阶段， 当产品没有继承性，产品定义并不十分清 晰时所采用的最简单的分配方法。 可用于基本可靠性和任务可靠性的分配。
例5-1 某型抗荷服是由衣面、胶囊、拉链三个 部分串联组成，若要求该抗荷服的可靠度指标 为0.9987，试用等分配法确定衣面、胶囊、拉 链的可靠度指标。
•确定该系统中“货架”产品或已单独给定可靠性指标的产品。 •聘请评分专家，专家人数不宜过少（至少5人）。 •产品设计人员向评分专家介绍产品及其组成部分的构成、工 作原理、功能流程、任务时间、工作环境条件、研制生产水平 等情况或专家通过查阅相关技术文件获得相关信息。 •评分。首先由专家按照评分原则给各单元打分，填写评分表 格再由负责可靠性分配的人员，将各专家对产品的各项评分综 合，即每个单元的4个因素评分为各专家评分的平均值，填写 表格。 •按公式分配各单元可靠性指标。
•在可靠性分配时，要两者之间的权衡，或采取其他不 相互影响的措施。
6、可靠性分配程序
明确系统可靠性参数指标要求 分析系统特点 选取分配方法（同一系统可选多种方法） 准备输入数据 进行可靠性分配 验算可靠性指标要求
5.2 可靠性分配的原理和准则
1、可靠性分配的原理
5-1独石电容器的结构与特点
• 高温烧结：烧成温度>1300℃，电极用Pd、Pt才行。 要求电极在烧结过程中不发生氧化、熔融、挥发、 流失扩散现象。 • 中温烧结：1000～1120℃烧结，电极用Pd-Ag合金
• 低温烧结：<950℃烧结，采用Ag电极或Cu电极。
‹#›/228
§5-1 独石电容器的特点
我国MLCC的生产以中低温烧结为主，分为： • ①Pb系MLCC • ②BaTiO3系MLCC：加助烧剂 • 低烧 MLCC 中采用的内电极为 Ag （ < 900℃ ）或 PdAg（950～1000℃）电极。
‹#›/228
多层陶瓷技术（湿法流延）
Ref： 功能陶瓷材料及应用 清华大学
‹#›/228
§5-1 独石电容器的特点
2.MLCC的特点 具有体积小、比容大、等效串联电阻 ESR 小、 无极性、固有电感小、抗湿性好、可靠性高等优 点。 可有效缩小电子信息终端产品（尤其是便携 式产品）的体积和重量，提高产品可靠性，顺应 了IT 产业小型化、轻量化、高性能、多功能的发 展方向。
Pd:Ag:Ni:Cu=80:3:1:1（价格比） Ni电极的独特优势
电阻率较Pd、Ag70-Pd30低，有助于降低ESR；
电迁移速率小，电化学稳定性好； Ni内外电极连接的可靠性高； Ni-MLCC的机械强度高，抗折强度大； 熔点比Cu更高，作为电极有利于MLCC的烧结。
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§5-1 独石电容器的特点
BaTiO3基抗还原材料的研究现状 主要研究国家和地区： 日本、欧洲、韩国、台湾地区。 清华大学、电子科技大学 产业化方面： 国外：TDK、村田、京瓷、太阳诱电、Philips、三 星、……. 国内：肇庆风华、深圳宇阳 、潮州三环、国巨苏州 （台湾）、天津三星（韩国）、上海京瓷（日本）、 北京村田（日本）、东莞太阳诱电……
第5章_零件可靠性设计
(6) 有损伤累积效应 (7) 疲劳强度与寿命有关
s /
MP a
铁合金和钛
疲劳极限
非铁合金 N次循环下的的疲劳强度
O 105 106 107 108 109 N
n
5.2.2 疲劳可靠性设计方法
疲劳失效是零件在交变载荷作用下的失效形式。疲劳设计准则可划分为： 无限寿命设计－要求设计应力低于疲劳极限，这是最早的疲劳安全设计准则； 安全寿命设计(有限寿命设计)－要求零部件或结构在规定的使用期限内不产生 疲劳裂纹； 破损安全设计－要求裂纹被检出来之前，不会导致整个结构破坏（这要求裂纹 能被及时检出，且有相当长的亚临界扩展期）； 损伤容限设计－假设结构中存在初始裂纹，应用断裂力学的方法计算裂纹的扩 展（这种方法适用于韧性好的材料、裂纹扩展速率较慢的场合）。 在常规疲劳强度计算中，零件的疲劳强度可通过修正材料标准试件的疲劳强度 后得到 εβ β （5-4） S′ = 1 2 S
例 如图所示为某航空发动机转子内轴，该轴承受交变弯矩 和恒定扭矩，受力情况如图所示。现假设循环特征值为确定 值，其疲劳强度可靠性设计方法及步骤如下：
(1) 提出设计问题，给出任务描述
该轴的受力情况及结构尺寸如图4-7所示，材料为调质40CrNiMoA钢。转子作用 于轴的载荷为F1，扭矩Mr，转子的质量为G。轴的一端为花键联接。考虑可能对 中不准而引起的径向力为F2。轴的环境温度为常温，转速为n，要求寿命达到NL ＝107时的可靠度为
2 )2σ d
根据设计制造经验确定拉杆直径标准差与均值之比，取 Cd=σd/µd＝0.005， 则 µS＝
35650
2 d
由可靠度指标（R＝0.9999） µ µ 查表得出zR=3.72，代入联结方程 z R = µ δ − µ S 2 σ δ2 + σ S 得
iec60947-5-1标准
iec60947-5-1标准
IEC 60947-5-1 是国际电工委员会（IEC）发布的有关控制电器和开关设备的标准之一。
IEC 60947-5-1 主要涵盖了控制电器和开关设备的特性、性能和试验方法，以确保其在实际工业应用中的可靠性和安全性。
具体来说，IEC 60947-5-1 标准规定了以下方面：
1.一般要求：包括控制电器的一般特性、额定电流、额定工作电
压、额定频率等基本要求。
2.技术特性：包括控制电器的工作原理、结构特征、环境要求等
方面的技术规定。
3.性能要求：规定了控制电器的性能要求，例如操作特性、电气
和机械寿命、电气耐受能力等。
4.试验方法：包括对控制电器进行验证的各种试验方法，以确保
其符合标准规定的性能要求。
IEC 60947-5-1 标准的具体内容可能因发布版本而有所不同。
因此，在实际应用中，建议参考最新的标准文档以获取准确和最新的信息。
这个标准是在IEC 60947 系列中的一部分，该系列包括了一系列有关低压开关设备和控制设备的标准。
IEC 标准通常由国家或地区的标准化机构采用，并根据需要可能会进行一些修改。
如果您需要特定版本的标准，建议您查阅您所在国家或地区的标准机构的文档或购买正式的标准文件。
5-可靠性设计-降额设计
1 概述
施加在电子元器件上的电应力，热应力大小直接影响电子元 器件的失效率高低。 爱林（Erying）模型，用来描述承受两种不同应力的寿命模 型，其中一种应力为温度。其一般形式为
寿命 τ=A/SnB exp(Ea/kT)
许多物理现象和化学反应过程，除了温度有关外，还与很多 非温度应力如电压、湿度、机械应力等密切相关，这时，需要 用Eyring模型。它是一种反应速度论模型，它描述了温度、电 压等多种应力和寿命之间的关系。
1.0
2.14×10-1 2.9×10-2 8.26×10-3 1.76×10-3 2.4×10-4
1.0
3.44×10-1 8.68×10-2 3.16×10-2 1.24×10-2 3.15×10-3
CA固定钽电容器
1.0
1.5×10-1 6.9×10-3 2.3×10-3 1.38×10-3
-
2.3 半导体光电器件
•高结温和结点高电压是影响可靠性最重要应力，结温受结点电 流或功率的影响。 •应对其结温、电压、电流进行降额。 •如同上述器件一样，如不满足结温降额要求，可对其电压、电 流进一步降额。
2 主要电子元器件降额应力选取
2.4 集成电路
•在集成电路芯片导体断面上的电流密度很大，致使结温很高，加 速了金属迁移过程及化学反应。 •其降额应从降低结温方面考虑。诸如减少实用功率、瞬态电流， 工作频率应低于额定频率，同时应考虑实施有效的热传递。 •对于线性电路主要降低电源电压（容差）、频率、输出电流、结 温。 •对于大规模集成电路，由于内部参数通常允许的变化范围很小， 应着重改进其封装散热方式，以降低器件的结温，尽可能降低其输 入电平及输出电流和工作频率。
1 概述
降额是有限度的。 超过最佳范围的更大降额，可靠性改善的相对效益下降。而 设备的重量、体积和成本会较快增加。 过度降额会使元器件的正常特性发生变化。 过度降额还可能引入新的失效机理，反而使设备的可靠性下 降。 不能用降额补偿的方法解决低质量元器件的使用问题。
12YJ5-1
12YJ5-1简介12YJ5-1是一种电子元件，属于五极管的一种。
它具有特殊的结构和特性，适用于各种电路设计和应用中。
本文将介绍12YJ5-1的基本结构、工作原理、特性和应用。
基本结构12YJ5-1的基本结构包括五个区域：发射区、基区、集电区、集电结区和输出端。
•发射区：位于器件的一端，负责发射电子。
•基区：位于发射区和集电区之间，控制电流流动。
•集电区：位于器件的另一端，接收电子。
•集电结区：是发射区和集电区之间的结构。
•输出端：连接到外部电路。
工作原理12YJ5-1是一种双极型晶体管。
在正常工作状态下，基区处于正向偏置，发射区与基区之间存在电流流动。
当输入电压施加在基极上时，可以通过改变基极电压来控制电流的大小。
基区的电流流动速度决定了输出电流的大小。
当输入电压变化时，基区的电流也会随之变化。
这种特性使得12YJ5-1可以被用作放大器、开关和电路保护装置。
特性以下是12YJ5-1的一些主要特性：•放大作用：12YJ5-1可以放大输入信号的幅度，使得输出信号具有更高的幅度。
•开关作用：通过在基极上施加不同的电压，12YJ5-1可以控制电流的通断，实现开关功能。
•高频特性：12YJ5-1具有良好的高频特性，适用于高频信号放大和处理。
•低噪声：12YJ5-1具有低噪声的特性，可以用于对信号质量要求较高的应用。
•可靠性：12YJ5-1的结构稳定，工作可靠，寿命较长。
应用12YJ5-1由于其特殊的结构和特性，在多个领域中有广泛的应用。
•通信系统：12YJ5-1可以用于无线通信系统中的信号放大和处理。
•音频放大器：12YJ5-1可以用作音频放大器，增强音频信号的音量。
•开关电路：由于12YJ5-1具有开关功能，可以用于各种电路开关控制。
•电源管理：12YJ5-1可以用于电源管理系统中的电压调节和稳定。
•控制系统：12YJ5-1可以用于各种控制系统中的信号处理和放大。
结论12YJ5-1是一种重要的电子元件，它具有特殊的结构和特性，适用于多种电路设计和应用中。
USCAR-2(中文第5版)-2009[1].03.17
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无论是汽车工程师协会(SAE)还是美国汽车研究委员会(USCAR)都不会出具任何证明某些产品符合基本要求的证书，也不会对本文内容的准确性和适用性作任何介绍。
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版权 2004, USCAR 美国印刷版权所有有关本文件的问题： (724) 772-8545 传真 (724)776-0243要订购文件： (724) 776-4970 传真 (724) 776-0790图5.1.5:A－方法1 毫伏导线附件也许可能发生这样的情况：被连接的电气部件或设备本身不能承受与它们所连接的连接器能够承受的试验。
在这种情况下，必须获取设备的连接器插座（容器）部分的样品。
然后执行试验需要的连接并进行密封。
为了测试对插端的完整性，设备中的漏洞需要密封。
这样的对设备的修改是适当的，但必须形成文件体现在测试报告中。
在任何情况下如果发生偏离正常试验性能规格的情况，应当向授权人咨询并且必须得到他的认可。
5.1.6 端子样品准备用来试验的端子是指用推荐的制造工具机械压接好导线的端子。
根据各自的端子类型和线径规格，压接尺寸物理特性和机械拉脱力必须在规定的容许公差范围内。
在单独的试验程序中，如果没有其他特殊说明，导线的导体部分和绝缘体部分都要压接。
如果适用，使用适当的电线密封件。
按照制造商推荐的装配标准装配绝缘替代类型的端子。
当试验具有对插端的端板类型的连接器时，只需准备插座连接器样品（参考5.1.5部分）。
记录具有代表性的每一批端子样品的压接高度和压接宽度（不包括绝缘替代类型的端子），并且为了跟踪和后期验证的需要对样品进行编号。
根据SAE/USCAR-21：电线到端子的电气压接性能标准，端子的压接状况应该被试验和验证。
表5.1.9.3 电路监控的通用方式图表5.1.9.3 连接器环境试验设备验收标准在那些需要的连贯性监控的地方，电流的连续性不能间断（在任何电阻器电流低于微秒。
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Lock overtravel
Forward stop contacted
向前止动接触
Decreasing
Recognizable travel
distance
如果有适用的设备，强烈建议绘制所施加的啮合力与插入距离之间的连续对照图。
个结构合理的连接器(和密封系统，如适用的话) 应当能够绘制出一张图，其中显示
力平稳上升至一个峰值，然后下降直至连接器完全啮合。
如果图中显示一个以上的力
的峰值，锁止机构就可能存在错误。
第五修订版修订日期：
汽车电器连接器系统的性能标准
+/-10毫米/分的速率增加啮合力，直至完全啮合为止。
试验所有样品．记录将每一套连接器的一半完全插入另外一半，直至锁定位置所需要使用的力并且用这些数值来验证每一对连接器是否符合5.4.2.4 章节的验收标准。
检测或校准的正确性和可靠性的因素评定——谈谈如何实施ISO／IEC17025“5·1总则”要素
Ｅ
利用 贝 塞 尔公式 可 算 出该设 备 的 不确 定 度 ：
标 准不 确定 度 Ｓ ． ∞ １ ； ＝３ ９×１ － ０ ／
●
３ 逐 项 评 定标 准 不 确 定 度 分 量
测量 不 确 定度 是经 典 的误 差 理论 发 展 和完善 的 产物 ，是定 量说 明测量 结 果 的一 个参 数 。 它不是 误
和确 认 的数 据 等 寻找 来源 分量 。来源 分 量应 尽 可 能 全 面地 找 出来 ，尤 其 不能 漏 掉 当前较 主 要 的分 量 。
作 者 简 介 ：刘 春 浩 （９ ４一） ， 男 ，广 东陆 丰 人 ，信 息 产 业部 电 子 第 五 研 究所 、 中 国 赛 宝 实 验 室总 裁 办公 室 工程 师 ． 主要 １６
素 对 总 的测 量不 确定 度 的影 响 （ 附 录 ）。从 质 量 见 的保证 和 控制 的角度 看 ，这 是个 非 常重 要 的要 素 ， 实 验室 应 在质 量体 系文 件 中给 予 充分 体 现并 实 施 。 下 面谈 谈 关于 如何 实 施该 要 素 的个 人看 法 ，供 从事
１ 引 言
ＩＯ Ｉ Ｃ １０ ５ ９ ９ 《 测 和 校 准 实验 室 能 Ｓ ／ Ｅ ７ ２ ：１ ９ 检 力 的通 用 要求 》 标 准 中 的 “ ． 总 则 ” 是一 个 较 为 ５１ 奇特 的 要素 ，决 定 检测 或 校准 的正 确 性 和可靠 性 的 ７个 因素 在标 准 的后 面条 款 皆有 叙 述 ，但在 这 里 ， 把 它 们作 为 一个 要 素汇 总列 出 ，并 要求 实验 室在 制
（ 备 ） 、料 （ 耗 材 料 ） 、法 （ 法 及 其 确 设 消 方 认 ） 、环 （ 境设 施 ） 、测 （ 环 测量 溯 源性 ） 、抽 样 （ 表性 不 够 ） 样 品处 置等 。 代 和
SC-5-1交流接触器
品牌 Fuji/富士型号
额定电流 SC-5-1 22（A）额定电压 220（V）
特点
1.取得国际各种认证（IEC、EN、VDE、ccc、UL/CSA、BS）
2.电气寿命（AC-3）：200万回（03-N3型）
3.辅助触点是适合电子信号的双触点标准配置，最小导通电量只有5V, 3mA（03-N12型）
4.配有IC的超级电磁铁线圈（AC输入/DC激磁方式），保证动作的高可靠性（N5-N16型）
－可通用在AC/DC、线圈吸合电压范围广75-120% (200V)
－可防止因电压变动引起的线圈烧毁、不规则的动作，防止触点的溶合－接触器吸合后, 电压下降至65%仍能使用
－内置电涌吸收功能
－超低的线圈吸合及保持功耗
5.丰富的选件
多种选件: 辅助触点块、端子盖、隔离板、电涌吸收器等等。
可靠性测试之寿命计算
2.可靠性试验指的是为提高产品的可靠性而进行的有关产品的失效及其效应的试验的 总称。它贯穿于产品的研制、设计、制造和使用的各个阶段，只是试验条件会随着 各阶段的试验目的的改变而改变。
常见的加速寿命测试条件： 1）125℃，1000H，3Lots/77units 2）125℃，500H，3Lots/30units（291年） 3）125℃，500H，3Lots/77units（374年） 4）150℃，300H，3Lots/40units 5）150℃，168H，3Lots/77units（420年） 6）150℃，2000H，3Lots/77units
7.加速寿命试验的方案确定： 1）试验样品的抽取方法和数量的确定。
>抽取的样品必须具有代表性且经过可靠性筛选，且是随机抽取； >样品数量的多少，将影响可靠性寿命估计的精确度，样品数量大，试验时间短， 试验结果精确。但工作量大，成本高。
2）试验应力的选择和应力水平的确定。 >试验应力大小通常以不改变元器件在正常使用条件下的失效机理为原则。
可靠性测试之寿命试验
JESD47
5年 11年
4年 10年
大纲
1.可靠性定义 2.可靠性试验分类 3.加速寿命试验 4.小结 5.附录
1.可靠性定义
1.日本工业标准(JIS)对此的定义： The probability that an item will perform a required function under specified conditions for a specified period of time.
等保1-5级理解
等保1-5级理解
等保1-5级是信息安全领域中的一种等级分类，用于评估和确定不同系统和网络的安全性。
它是根据信息系统的重要性和风险程度而划分的，等级越高，安全要求越严格。
下面我将以人类视角，用简洁流畅的语言，为您介绍等保1-5级的相关内容。
等保1级是最低等级的安全要求，通常应用于一些普通的信息系统，如企业内部的办公系统。
对于这类系统来说，主要目标是保护用户的个人信息和企业的内部数据，防止未经授权的访问和数据泄露。
等保2级相对于1级来说，安全要求更高。
它适用于一些对数据安全要求较高的系统，如电子商务平台。
在等保2级中，不仅要保护用户的个人信息和企业数据，还要确保交易过程的安全和可靠性，防止数据篡改和恶意攻击。
等保3级是一种更高级别的安全要求，适用于政府机关、金融机构等重要领域的信息系统。
在等保3级中，除了保护用户的个人信息和企业数据外，还需要保障系统的高可用性和故障容忍能力，以应对各种可能的攻击和故障。
等保4级是一种较高级别的安全要求，适用于军事、国防等领域的信息系统。
在等保4级中，要求系统具备强大的安全性能和防御能力，能够抵御各种高级攻击和间谍活动。
等保5级是最高级别的安全要求，适用于国家机密级别的信息系统。
在等保5级中，要求系统具备高度的安全性和保密性，能够抵御各种前沿攻击和情报渗透。
总结来说，等保1-5级是根据信息系统的重要性和风险程度而划分的安全等级。
从1级到5级，安全要求逐渐提高，包括了对用户个人信息、企业数据、系统可靠性和保密性的保护。
不同等级的系统需要采取不同的安全措施和技术手段来确保其安全性。
可靠性概论
= 10 /110 = 9.09％
= 53 /110 = 48.18％
35
1.2 可靠性特征量
三、失效概率密度 f（t）
1、失效概率密度——是累积失效概率对时 间的变化率，记作f（t）。它表示产品寿命落在 包含t的单位时间内的概率，即产品在单位时间 内失效的概率。 其表示式为:
dF (t ) f (t ) F (t ) dt
（3）规定的时间，是指产品的工作时间，也称任务时间。
例 如 ， 某 种 家 电 ， 规 定 90% 设 备 无 故 障 工 作 时 间 为
15000h，那么在15000h之内，这一批产品绝大部分不会发
生故障；但超过15000h，则不能保证完好工作的百分比。 规定时间的单位可以是分、秒、小时、天、月、年， 也可以是周期、次数、里程等。如继电器等用触点开关的 次数表示。
包括了狭义可靠性和维修性两个方面的内容。
维修性: 是指产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定 的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能完成规定功 能的能力。
11
1.1 可靠性基本概念
广义可靠性实质上就是产品的有效性。
有效性（也称有用性）是指可维修产品在某时刻具
有或保持规定功能的能力。
实际上，有效性是将一个可维修产品的可靠性和维 修性有机地结合起来，用一个统一的尺度来评价产品在 全部使用过程中能有效工作的程度和比率。 它表示产品 正常工作的能力。
国家标准《可靠性、维修性术语》（GB 3187—1994）
把可靠性定义为：
产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的 能力（或概率）。
4
1.1 可靠性基本概念
（ 1 ）产品，是指可以单独研究、分别试验的任何部件、组
en60947-5-1标准
en60947-5-1标准
EN 60947-5-1标准是欧洲标准化组织（European Standardization Organizations）发布的一项标准，用于低压开关设备和控制设备的电气开关和控制设备的技术要求。
该标准规定了电气开关和控制设备所需满足的性能、尺寸、工作条件和测试要求。
这些设备包括电气开关、控制按钮、主要和辅助驱动装置，以及用于对电气设备进行保护和监视的各种装置。
EN 60947-5-1标准的主要目的是确保这些设备的可靠性、安全性和互操作性。
它提供了生产商和用户之间的技术交流基础，并为产品合格认证提供了指导。
该标准适用于工业、商业和住宅建筑中的电气设备，包括电动机控制和电力分配装置。
它对设备的外观、功能、维护和维修提供了详细的要求，并包含各种测试方法和检验规程。
EN 60947-5-1标准是一个重要的参考文件，用于指导电气设备的设计、制造和安装，并确保这些设备符合适用的安全标准。
它还为用户提供了正确选择和使用这些设备的指南。
质量五个再内容
质量五个再内容
1. 可靠性：质量的一个重要方面是产品或服务的可靠性。
可靠性指的是产品或服务在一段时间内能够保持其预期性能，而不会出现故障或失效的能力。
高质量产品或服务应该具备高度可靠性，能够在使用过程中提供一致的性能。
2. 准确性：准确性是质量的另一个关键方面。
准确性指的是产品或服务能够按照预期的标准或要求进行操作或执行。
例如，在制造业中，产品的尺寸、重量和颜色等特征应准确无误地符合设计要求。
3. 可用性：可用性是指产品或服务正在需要时能够方便地使用。
高质量产品或服务应该能够提供良好的可用性，使用户能够轻松地获取并使用它们。
4. 一致性：一致性是指产品或服务在不同时间和地点提供的质量保持一致。
一致性是衡量质量的重要指标，因为用户期望获得的产品或服务在不同情况下都能表现出相同的品质。
5. 安全性：安全性是质量的另一个重要方面。
安全性指的是产品或服务在使用过程中不会对用户或环境造成伤害或危险。
高质量产品或服务应该具备良好的安全性，能够保护用户的利益和安全。
可靠性习题及答案
1-13RAMS包含什么内容？
参考答案
1-1A,B,C
1-2C
1-3A,C,D
1-4B,E
1-5A,B,C
1-6A
1-7B,C
1-8B
第二章
2-1如图所示，有三个阀门连在一起。阀门如发生故障，水便不能通过。设三个阀门发生故障的概率均为p。求水能流过a、c的概率。
bc
a
4-1有三个相同的元件，其可靠度均为0.8，则
1、计算系统串联后的可靠度R：
2、计算系统并联后的可靠度为R：
3、采用串、并连模式，计算可靠度R：
4-2由4个单元组成的串联系统，每个单元寿命都服从指数分布，
故障率为λA=0.002/hλB=0.001/hλC=0.004/hλD=0.003/h
1、计算系统的故障率：
2-11电路由五个元件联接而成，设各个元件发生故障是独立的，已知元件1、2发生断路故障的概率各为0.2，元件3、4、5发生断路故障的概率为0.5，求：
⑴由于元件1或2发生断路故障而电路断路的概率；
2由于元件3、4、5都发生断路故障而电路断路的概率；
3由于任何元件发生断路故障而电路断路的概率。
2-12 某产品连续使用了1810h，其间发生三次故障，第一次维修时间为3h，第二次为8h，第三次为2h，则计算：
4-4有失效率为50菲特的集成逻辑电路，试分析计算下列各情况的可靠度（1菲特＝10－9/小时）：
（1）1个电路，工作100小时；
（2）10个电路，工作1000小时（可靠性串联）；
（3）10个电路，工作100小时（可靠性串联）。
4-5系统可靠性框图如下所示，在R1＝R3＝0.3，R2＝0.9，R4＝R5＝0.6时，求系统可靠度。
可靠性工程与风险评估-第5章-可靠性试验
根据应力与寿命的关系曲线(S—N曲线)来选择的 应力水平可以保证失效模型的一致性，能满足加速试验 对试件失效机理不变的要求。
图5—l 应力一寿命关系
如果要对两个零部件进行比较，参阅图5—2(a)，A 与两B个零部件具有相互平行的S—N曲线。因此，在加速条件 下进行试验所得出的结论与正常运行条件下所得的结论是 一致的。这样的零部件被认为是可比零部件。如果两个零
下的区域里。然后取许多随机点xi , yi , i 1,2,, n
检验各点的座标是否满足上面的不等式。令满足此不等
式的点的总数为m，投放随机点的总数为n，频率为m ，
有下列关系：
n
lim m I
（5-46）
n n
即当投放的随机点数目足够大时，频率m/n就是式(5-
45)所求积分的近似值。
则
An 83.61n 4.288
Bn 83.61n 5.5055
n
当， xi 83.61n 4.288 判为合格，接受该批； i 1 n
当， xi 83.61n 5.5055 判为不合格，拒绝该批； i 1 n
当83.61n 5.5055 xi 83.61n 4.288 时，继续抽检。 i 1
统计试验法又称随机模拟法或蒙特卡罗法。它是 人为地构造出一种概率模型，使它的某些数字特征恰 好重合于所需要的计算量，而这些数字特征，又可以 通过实验，用统汁方法求出它们的估计值，这些估计 值就可以作为要求量的近似结果。换言之，将随机数 赋于各种适当的物理含义；将各种随机过程的概率特 征与数学分析问题的解答联系起来。
对于本节1中叙述的试验时间与环境应力的关系所 讨论的强化环境应力、缩短试验时间的问题，因为S-N 曲线的获得一船须将各随机变量作统计处理，故列为 “统计性质的加速试验”类中，实质上它是一种物理性 质的加速试验方法，因为它提高了控制因子——增加环 境应力水平，达到加速的目的。
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全定制法设计流程
• 全定制通常利用人机交互图形系 统，由版图设计人员人工地完成 各器件及连线的版图设计、输入 和编辑，实现电路图到版图的转 换。 全定制版图设计的特点是充分利 用设计人员的经验和创造力，尽 可能对每个晶体管的电路参数与 版图参数进行优化。 所以这种设计用于得到最高速度、 最低功耗和最省面积的芯片设计， 它的设计周期很长，设计成本很 高。
• 对自顶而下的（TOP-DOWN）设计方法，往往首先使用VHDL 或是VERILOG HDL来完成器件的功能描述，代表性的语言输入 工具有SUMMIT公司的VISUAL HDL和MENTOR公司的 RENIOR等。虽然很多的厂家（多为FPGA厂商）都提供自己专 用的硬件描述语言输入，如ALTRA公司的AHDL，但所有的公 司都提供了对作为IEEE标准的VHDL，VERILOGHDL的支持。 • 对自下而上(bottom-up)的设计，一般从晶体管或基本门的图形输 入开始，这样的工具代表性的有cadence公司的 composer;viewlogic公司的viewdraw等，均可根据不同的厂家库 而生成和输入晶体管或门电路相对应的模拟网表。
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用Candence在线版图验证工具 DIVA做LVS，直到原理图与 版图对照完成； 用Copass或Candence模拟仿真 工具Anolog Artist(cdsspic spectre) 进行后仿真； 导出GDS格式版图文件； 用Candence版图验证工具 DRECULA再做DRC,ERC,LVS； 用Candence版图验证工具 DRECULA做PG处理； 交PG数据给制版商制版；
（4）layout工具和自动布局布线 （auto plane & route）工具
• cadence的design framework是常用的基于UNIX工作站的全定制 设计的布局布线软件，和silicon ensemble ，Envisia place &route DSM; （cadence的版图输入工具Virtuoso）
微电子器件可靠性
5 可靠性设计
第六次课 可靠性设计
本次课主要内容： 基本概念 必要性 基本含义 常规可靠性设计技术 降额设计 冗余设计 灵敏度分析 最坏情况分析 可靠性模拟 补充材料： 课题专利：封装级可靠性模型参数提取 封装级可靠性模型参数提取 系统 XDRP3可靠性参数提取系统 IC设计流程及常用工具
Candence常用的工具及全定制ASIC设计流程
1. 用Candence原理图输入工具 composer进行原理图输入；生成 SCH文件，可以用EDIF格式导出； 用Candence数字仿真工具verilogXL或模拟仿真工具Anolog Artist(cdsspice spectre) 进行HDL或 原理图仿真；生成波形文件； 用Candence版图工具Virtuoso画版 图;生成layout版图文件； 画图过程中用Candence在线版图 验证工具DIVA进行DRC设计规则 检查，直到版图完成； 用Candence在线版图验证工具 DIVA进行ERC检查，并提取网表， 待做LVS；
所有图片见文件icfb.doc
没有EDA工具就没有IC
• 由于VLSI尤其是ULSI电路的预投片费用都相当的高（如TSMC 0.25um CMOS 工艺一次预投片的费用为100万美圆，而0.18um Cu CMOS 3.3V工艺的一次预投竟高达300万美圆）。因而对 ASIC芯片，要求芯片设计尽量正确。最好完全消灭错误；解决 功耗分析；生成用于芯片测试目的的特殊测试电路；因应这一 要求，也产生了一些特殊的EDA工具，以完成诸如power analysis、故障覆盖率分析、测试矢量生成等目的。 • 现代VLSI特别是ULSI IC的迅速发展， 正是依靠EDA工具在亚 微米和深亚微米技术上的进步及其对应工艺水平的提高。应该 说没有EDA工具就没有IC； • 更没有高可靠性的IC;
（5）物理验证（physical validate）和参数提取(LVS)
可以分成为ASIC和FPGA两大类。
• ASIC设计中最有名、功能最强大的是cadence的DRECULA，可 以一次完成版图从DRC（设计规则检查），ERC（电气特性检 查）到LVS（寄生参数提取）的工序；DIVA作为其相对较弱的 软件多提供给教学用途； • AVANTI的STAR-RC也是用于物理验证的强力工具，而hercules 则是其LVS的排头兵。 • 如同综合工具一样，FPGA厂商的物理验证和参数提取多采用专 门的软件、并和其仿真综合工具集成在一起。ALTERA的 MAXPLUS2和XILINX的FOUNDATION是这样的典型；
（2）电路仿真软件(circuit simulation)
（分为数字和模拟两大类）
• • • • • •
• •
对于使用verilog HDL生成的网表，cadence公司的verilog-XL是基于 UNIX工作站最负盛名的仿真工具； 而近年随PC工作站的出现，viewlogic的VCS和mentor公司的modelsim因 其易用性而迅速崛起并成为基于廉价PC工作站的数字仿真工具； 对于VHDL网表仿真，cadence公司提供LEAFROG； SYNOPSYS公司有VSS， mentor公司基于PC的MODELSIM则愈来愈受到新手们的欢迎。 PSPICE最早产生于Berkley大学，经历数十年的发展，随晶体管线宽的 不断缩小，PSPICE也引入了更多的参数和更复杂的晶体管模型。使的 他在亚微米和深亚微米工艺的今天依旧是模拟电路仿真的主要工具之一。 AVANTI是IC设计自动化软件的“英雄少年”，它的HSPICE因其在亚 微米和深亚微米工艺中的出色表现而在近年得到了广泛的应用。 cadence公司的spectre也是模拟仿真软件，但应用远不及PSP端ASIC设计工具介绍
• Design_Complier----对于这个工具大家并不陌生，它是一个综合 工具，将前端设计好的verilog代码，综合成门级网表． • Astro ------后端专门针对布线工具，将综合后的门级网表，吃进 Astro后，进行布局布线形成设计后端物理版图 • Jupiter-----是专门针对floorplan（布局）的工具，良好的布局是 物理后端设计的关键，Jupiter就是专门针对布局的工具． • Physical Compiler----专门针对place(摆放）的后端工具，摆放也 是布局的一部分，是为route（布线）打好关键步骤的基础． • Star_RC -----后端寄生参数提取工具，将布局布线后的版图进行 参数提取，以便后面进行时序分 • Prime Time ----时序验证工具，参数提取后的RC进行计算setup time and hold time ，验证是否时序满足要求，如果时序不能满足 要求，则要重新进行布局布线． • Hercules -----DRC 和 LVS工具，按照工艺规则进行查错． • 最后生成GDSII交付foundry流片
•
•
分层设计概念
数字电路设计流程top-down
• 1. 设计输入
– 电路图或硬件描述语言
• 6.布局
– 安排宏模块中标准单元的 位置
• 2. 逻辑综合
– 处理硬件描述语言，产生 电路网表
• 7.布线
– 宏模块与单元之间的连接
• 3. 系统划分
– 将电路分成大小合适的块
• 8.寄生参数提取
– 提取连线的电阻、电容
•Diva •Diva 是Cadence 的版图编辑大师Virtuoso集成的交互式版图验证 工具，具有使用方便、操作快捷的特点，非常适合中小规模单元 的版图验证。 •Dracula •Dracula（吸血鬼）是Cadence 的一个独立的版图验证工具，按 批处理方式工作，功能十分强大，目前是完整芯片验证的标准。
•
半定制方式通常是指门阵列（Gate Array）方式。优点是用少量板，快
– 缺点是：由于基本单元之间保持固定的间距用于布线，必然存在某些地方 走线稀疏（芯片面积利用率不高）；而另一些地方走线拥挤，甚至连线布 不通。为了接通连线，还可能造成某些单元未被利用。 –
•
可编程逻辑器件是集成电路制造商向市场提供已封装完毕的芯片，其逻 辑功能却可以由用户自己使用EDA工具“写入”。
•Diva和Dracula都可以做DRC LVS等
EDA工具
EDA工具
1. 输入工具(design input) ：硬件描述语言（或是图形输入工具）图
2. 3. 4. 5.
形输入工具 逻辑仿真工具（LOGIC SIMULICATION） 从逻辑综合（logic synthesis） 自动布局布线(auto plane & route)系统； 物理规则检测(DRC & ERC)和参数提取(LVS)
– Top- down – bottom -up – 正向设计 – 反向设计
各设计方法的优缺点
• 全定制方式是基于晶体管级的芯片设计，仔细考虑每个管子的尺寸、位 置及管子间的互连关系，
– 缺点：比较慢，对设计人员要求高。作为一种改进，EDA工具提供标准单 元库，库中有许多精心设计好的具有一定逻辑功能的标准单元。
本次课要点： • 了解常用可靠性设计技术 • 降额设计 • 冗余设计 • 灵敏度分析 • 最坏情况分析
IC设计流程及常用工具
• 基本概念
– 全定制（Full -Custom）方式； – 半定制（Semi-Custom）方式； – 可编程逻辑器件（ Programmable Logic Device，PLD）方式。
–
除CADENCE公司以外，比较有名的公司包括 mentor,avanti,synopsys和INVOEDA；mentor和cadence一样是一个 在设计的各个层次都有开发工具的公司，而AVANTI因其模拟仿 真工具HSPICE出名，SYNOPSYS则因为逻辑综合方面的成就而 为市场认可。