18第八章可靠性试验02

由式（8-4）可见，直流电压V↑时→产品寿命↓。
③ 在估计电子元器件在额定工作条件下工作时,也 可
选环境温度为加速应力S，但在试验中必须同时施加额定直 流工作电压，否则估计出来的结果不是工作寿命特征，而 是贮存寿命特征。
（2）确定加速应力水平（ S1，S 2,???, Sk）和样品数量
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① 样品数量 k≥4,但不宜过大。
恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法及 威布尔分布下试验数据处理方法可参考 GB/T2689.1《恒定应力寿命试验和加速寿命试 验方法总则》。
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第三节 寿命试验和加速寿命试验
四、加速寿命试验的设计问题 我们主要考虑 恒定应力加速试验 ，且不做定量的详细
分析，大家看书上写的有关内容时，应注意使用公式的条 件，而不能将其盲目地“放之四海而皆准”。
1. 加速寿命试验设计中应考虑的问题 这里只介绍恒应力加速寿命试验设计问题。
(1) 加速应力类型 S 的选择
2. 加速寿命试验的前提条件 加速寿命试验的前提条件是在几条基本假设之下采取的。
下面以威布尔分布为例讨论三条基本假设。
（1）假设1 设S是对产品所选的加速应 力，其正常应力水平为 S0，
加速寿命试验应力水平 为S1 ? S2 ? ???? Sk , 则在任一应力水平 Si下，
产品寿命 Ti都服从威布尔分布
（8 - 3）
式中AE — 失效机构激活能，单位为eV; k — 玻耳兹曼常数； T — 热力学温度； A0 — 常数。
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② 在估计电子元器件在额定工作条件下工作时,可选直
流电压(或电流、功率)为加速应力S。其产品寿命 t 与直流 电压V之间按下式计算：
t?
1 dV c
（8 - 4）
式中 d、c — 正的常数。
?
2 Δ ;??????
Δ
?
????
1 T1
?Байду номын сангаас
1 Tk
???? /?k
?
1?
? ? ??
(8 - 5)
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例如当采用电应力时，其间隔 Δ为
ln Δ
V2 ?
? ?ln
ln V1 Vk ?
? ln
Δ; lnV3 ? 2
V1 ?/?k ? 1?
Δ
;???? ? ?
(8 - 6)
▲试验样品选择：
① 随机抽取。
τ/h 1 2 5 10 20 50 100 200
注意：在每个加速应力水平下，测试点个数不得少于5个 （指能测到失效产品的失效点），每个测试点上的失 效数应当相近。
8 ② 停试时间：在整个恒定应力加速寿命试验中，通常 采用分组截尾试验。一般要求为
各组截尾失效数 ri ? 30% ~ 50%以上。 各组投试数 ni
② 等分k 组，每组样品一般不少于10只，特殊情况
不少于5只。
7 (3) 确定测试周期和停试时间(见表8-3) ① 由于产品寿命分布的密度函数大都近似指数分布形 式，所以一般按对数等间隔选取测试时间。
例如设τ为测试时间，lgτ是其对数，可按lgτ每隔1/3测一 次，这样测试时间可按表8-3执行。
表8-3 恒定应力加速寿命试验的测试时间 lg τ 0 0.33 0.67 1 1.33 1.67 2 2.33
② Smax和Smin之间应有较大间隔，以保证试验的准确性。
③ 其中一个应力水平应接近或等于产品工作的
额定值， Smax,不得大于产品结构、材料和制造工艺所
能承受的极限应力，以免带来新的失效机理。
④ 应力水平间隔应合适。对某情况的定量研究，例如当
采用温度应力时，其间隔Δ为
1/ T2
?
1 T1
?
Δ;1/ T3
?（S) — 应力S的某一已知函数。
① 加速应力为温度时，根据Arrhenius方程有
ln? ? ln a?? E ( 1 )
kT
(8 - 9)
② 电压为加速应力时，按逆幂律有
ln? ? ? ln d ? c lnV
(8 -10)
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国内外大量实验数据表明，许多产品可以 满足以上三项假设，即可以进行恒定应力加速寿 命试验。
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第 八 章 可 靠 性 试 验（2）
第三节 寿命试验和加速寿命试验--------------------------（2）
四、加速寿命试验的设计问题---------- （2） 第四节 可靠性增长试验------------------------------ （12）
一、可靠性增长试验定义与方式------- （14） 二、可靠性增长试验模型--------------- （17） 第五节 抽 样 方 法------------------------------------ （32） 一、两类错误及其风险----------------- （32） 二、抽检特性曲线（OC曲线）---------- （38） 三、抽样数目n和判据C的确定---------- （ 51） 四、寿命试验的抽样问题---------------- （53） 习 题 八 答 案----------------------------------- （54）
对某一产品选什么作加速应力？是温度？是工作电流？ 工作电压？还要注意其失效机理分析。
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① 在估计电子元器件在常温下贮存时,一般选温度为加
速应力S，因为高温会加快电子元器件化学反应的速度。其 反应速率与热力学温度T之间按下式（Arrhenius经验公式） 计算
dM dt
?
A e? AE / kT 0
F (ti ) ? 1 ? e-?ti /? i ?mi ti ? 0, mi ? 0,? i ? 0 式中 mi — 形状参数； ? i — 特征寿命。
(8 - 7)
假如各应力水平下数据点在威布尔概率纸上都基本上
是直线，则假设1成立。
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（2）假设2 在加速应力水平Si下产品失效机理与正常 应力水 平S0下产品失效机理相同。 因为威布尔分布的形状 参数m的变化 反映了失效机理的变化 ，所以这一假设在数学 上就是要求形状参 数不变，即 m0 ? m1 ? ???? mk。
此假设也可在威布尔概率纸上验证。因为形状参数m 就是威布尔概率纸上一条上升直线的斜率。
假如应力Si 下得到的失效数据点在威布尔概率纸上基 本是一族平行直线，则假设2成立。
10 （3）假设3产品特征寿命η与所加应力有下式关系（通 常称我加速寿命方程）
ln? ? a ? b? (S)
(8 - 8)
式中 a、b — 待估参数；