可靠性试验的分类
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若元器件寿命分布服从指数分布，则有：
t
0
ln
n
n
r
5. 失效标准或失效判据 以元器件技术规范中所规定的技术标准作为失
▪ Weibull采用“链式”模型研究、描述了结构强度和寿命问 题，假设一个结构是由 n 个小元件串联而成，将结构看成 是由 n 个环构成的一条链子，其强度（或寿命）取决于最 薄弱环的强度（或寿命）。单个链的强度（或寿命）为一随 机变量，设各环强度（或寿命）相互独立，分布相同，则求 链强度（或寿命）的概率分布就变成求极小值分布问题，由 此得出了威布尔分布函数。
于。随着增长到无穷，威布尔分布的方差减小，且无限接近于0。
▪ 威布尔可靠性函数是：
▪
R(
x)
exp
x
,
x
0
（3-16）
1. 抽样方法和数量
特点：样品数量大，试验时间短，试验结 果精确，但测试工作量大，试验成本高。
统筹考虑。
2. 试验应力类型和应力水平
特殊试验
▪ 声学扫描显微分析(SAM)
原理：超声波在介质中传输时，若遇不同密度或弹 性系数的物质，会产生反射回波，其强度因材料 密度不同而有所变化。在有空洞、裂缝、不良粘 接和分层剥离的位置产生高的衬度，因而容易从 背景中区分出来。
用途： 检测电子元器件、材料及PCB/PCBA内部的各种 缺陷(如裂纹、分层、夹杂物、附着物及空洞等)
▪ 扫描电子显微镜分析： 用途：
金属化层和键合质量缺陷，电迁移、层间短路、 硅片的层错和位错等 原理：
SEM的结构原理
4.3 可靠性寿命试验 4.3.1 定义和分类:
为评价元器件产品寿命特征值而进行的 试验 结束方式：定时试验
定数试验 试验时间： 长期寿命试验
贮存寿命：3~5年 工作寿命：240h 加速寿命试验
▪ 由于威布尔分布是根据最弱环节模型或串联模型得到的，能 充分反映材料缺陷等因素对材料疲劳寿命的影响，所以作为 材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强度模型比 较合适。
▪ 三参数威布尔分布的密度函数为
f
(x)
(x
)
1
exp
(x
)
▪ 根据失效进程的快慢、失效分布特点确定合适的 测试周期，不一定是等距，可进行调整，例如指 数分布时可取初期短，后期长的方案。
4. 试验截止时间—截尾试验—不得中途变动
低应力寿命试验：定时截尾(取平均寿命的1.6倍 以上的时间)
高应力寿命试验：定数截尾(累积失效数或概率 达到规定值， 一般应在30%,40%或50%以上)
▪ 泊松分布的数字特征为：E(X)=，D(X)=。在泊松分布
中，令失效数k=0，有
P{X 0} e
P{X k} Cnk pk (1 p)nk
(k 0,1,2,..., n)
▪ 泊松随机过程的概率密度分布 (t) 0.5 h 1
P(m, t )
n
t/h
威布尔(Weibull)分布
第四章 元器件可靠性试验与评价技术
4.1 元器件可靠性试验 定义：
目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器 件可靠性而进行的各种试验，统称为可靠性试验。 应用于： 研制阶段：暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题 和有关数据，对设计者、生产者和使用者非常有 用； 设计定型阶段：是否达到预定的可靠性指标； 生产阶段：评价元器件生产工艺和过程是否稳定可 控；
f (x)
0
(x 0)
▪ 式中为常数，是指数分布的失效率。
(3-4)
▪ 指数分布的分布函数
F(x)=1-e-x
(3-5)
＿＿若产品在一定时间区间内的失效数服从泊松分布，则该 产品的寿命服从指数分布。
泊松(Poisson)分布
▪ 泊松分布：
ke
P{X k} k!
(3-3)
4.3.2 指数分布寿命试验方案的确定:
经工艺筛选剔除早期失效后,元器件的失效分 布已进入偶然失效期,其寿命分布接近指数 分布,或威布尔分布；
当威布尔分布的形状参数m接近于1时，威布 尔分布可以用指数分布来近似。
指数分布
▪ 指数分布的定义
▪ 指数分布的密度函数为
ex (x 0; 0)
,
0
x x
(3-13)
▪ 威布尔分布的均值
E(
x)
1
1
(3-14)
▪ 威布尔分布的方差
V (x)
2
1
2 Biblioteka Baidu
2 1
1
(3-15)
▪ 如果<1，那么威布尔分布的均值将大于 。如果 ＝1，威布尔分布的 均值等于。如果 >1，威布尔分布的均值小于，且随着x的减小接近
检索方法：图书情报/中文数据库/万方数据资源系统
万方数据资源系统/
中外标准/
电子元器件与信息技术/
高级检索
高级检索
4.2 可靠性基础试验 组成各种可靠性试验的最基本的试验单元叫做可 靠性基础试验 类型(P71 表4-3):
▪ 电应力+热应力试验 ▪ 气候环境应力试验 ▪ 机械环境应力试验 ▪ 与封装有关的试验 ▪ 与引线有关的试验 ▪ 与标志、标识有关的试验 ▪ 特殊试验 ▪ 辐射应力试验
原则：
关于类型：选择对元器件失效影响最 显著或最敏感的应力类型，且这些应力所 激发的失效机理应与实际使用状态的失效 机理相同。
关于应力水平：应选择元器件的技术 标准规定的额定值。
3. 试验周期的确定 自动监测、连续测试
间歇监测与记录
相隔一定时间(测试周期)进行一次测试 基本原则：
▪ 不要使元器件失效过于集中在一、两个测试周期 内，最好有5个以上能测试到失效元器件的测试 点，每个测试点上测试到的失效元器件数应大致 相同。
使用阶段： 了解不同工作、环境条件下的失 效规律、失效模式、失效机理，以便进行 纠正和预防，提高元器件的可靠性。
可靠性试验的分类
试验项目
可靠性试验方法的标准及检索方法 相关标准
中国国家标准GB 中国国家军用标准GJB 日本工业标准 日本电子机械工业协会标准 国际电工委员会标准IEC 英国标准BS 美国军用标准MIL 美国电子器件工程联合会标准JEDEC 俄罗斯国家标准
t
0
ln
n
n
r
5. 失效标准或失效判据 以元器件技术规范中所规定的技术标准作为失
▪ Weibull采用“链式”模型研究、描述了结构强度和寿命问 题，假设一个结构是由 n 个小元件串联而成，将结构看成 是由 n 个环构成的一条链子，其强度（或寿命）取决于最 薄弱环的强度（或寿命）。单个链的强度（或寿命）为一随 机变量，设各环强度（或寿命）相互独立，分布相同，则求 链强度（或寿命）的概率分布就变成求极小值分布问题，由 此得出了威布尔分布函数。
于。随着增长到无穷，威布尔分布的方差减小，且无限接近于0。
▪ 威布尔可靠性函数是：
▪
R(
x)
exp
x
,
x
0
（3-16）
1. 抽样方法和数量
特点：样品数量大，试验时间短，试验结 果精确，但测试工作量大，试验成本高。
统筹考虑。
2. 试验应力类型和应力水平
特殊试验
▪ 声学扫描显微分析(SAM)
原理：超声波在介质中传输时，若遇不同密度或弹 性系数的物质，会产生反射回波，其强度因材料 密度不同而有所变化。在有空洞、裂缝、不良粘 接和分层剥离的位置产生高的衬度，因而容易从 背景中区分出来。
用途： 检测电子元器件、材料及PCB/PCBA内部的各种 缺陷(如裂纹、分层、夹杂物、附着物及空洞等)
▪ 扫描电子显微镜分析： 用途：
金属化层和键合质量缺陷，电迁移、层间短路、 硅片的层错和位错等 原理：
SEM的结构原理
4.3 可靠性寿命试验 4.3.1 定义和分类:
为评价元器件产品寿命特征值而进行的 试验 结束方式：定时试验
定数试验 试验时间： 长期寿命试验
贮存寿命：3~5年 工作寿命：240h 加速寿命试验
▪ 由于威布尔分布是根据最弱环节模型或串联模型得到的，能 充分反映材料缺陷等因素对材料疲劳寿命的影响，所以作为 材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强度模型比 较合适。
▪ 三参数威布尔分布的密度函数为
f
(x)
(x
)
1
exp
(x
)
▪ 根据失效进程的快慢、失效分布特点确定合适的 测试周期，不一定是等距，可进行调整，例如指 数分布时可取初期短，后期长的方案。
4. 试验截止时间—截尾试验—不得中途变动
低应力寿命试验：定时截尾(取平均寿命的1.6倍 以上的时间)
高应力寿命试验：定数截尾(累积失效数或概率 达到规定值， 一般应在30%,40%或50%以上)
▪ 泊松分布的数字特征为：E(X)=，D(X)=。在泊松分布
中，令失效数k=0，有
P{X 0} e
P{X k} Cnk pk (1 p)nk
(k 0,1,2,..., n)
▪ 泊松随机过程的概率密度分布 (t) 0.5 h 1
P(m, t )
n
t/h
威布尔(Weibull)分布
第四章 元器件可靠性试验与评价技术
4.1 元器件可靠性试验 定义：
目前把测定、验证、评价和分析等为提高元器 件可靠性而进行的各种试验，统称为可靠性试验。 应用于： 研制阶段：暴露设计、材料、工艺阶段存在的问题 和有关数据，对设计者、生产者和使用者非常有 用； 设计定型阶段：是否达到预定的可靠性指标； 生产阶段：评价元器件生产工艺和过程是否稳定可 控；
f (x)
0
(x 0)
▪ 式中为常数，是指数分布的失效率。
(3-4)
▪ 指数分布的分布函数
F(x)=1-e-x
(3-5)
＿＿若产品在一定时间区间内的失效数服从泊松分布，则该 产品的寿命服从指数分布。
泊松(Poisson)分布
▪ 泊松分布：
ke
P{X k} k!
(3-3)
4.3.2 指数分布寿命试验方案的确定:
经工艺筛选剔除早期失效后,元器件的失效分 布已进入偶然失效期,其寿命分布接近指数 分布,或威布尔分布；
当威布尔分布的形状参数m接近于1时，威布 尔分布可以用指数分布来近似。
指数分布
▪ 指数分布的定义
▪ 指数分布的密度函数为
ex (x 0; 0)
,
0
x x
(3-13)
▪ 威布尔分布的均值
E(
x)
1
1
(3-14)
▪ 威布尔分布的方差
V (x)
2
1
2 Biblioteka Baidu
2 1
1
(3-15)
▪ 如果<1，那么威布尔分布的均值将大于 。如果 ＝1，威布尔分布的 均值等于。如果 >1，威布尔分布的均值小于，且随着x的减小接近
检索方法：图书情报/中文数据库/万方数据资源系统
万方数据资源系统/
中外标准/
电子元器件与信息技术/
高级检索
高级检索
4.2 可靠性基础试验 组成各种可靠性试验的最基本的试验单元叫做可 靠性基础试验 类型(P71 表4-3):
▪ 电应力+热应力试验 ▪ 气候环境应力试验 ▪ 机械环境应力试验 ▪ 与封装有关的试验 ▪ 与引线有关的试验 ▪ 与标志、标识有关的试验 ▪ 特殊试验 ▪ 辐射应力试验
原则：
关于类型：选择对元器件失效影响最 显著或最敏感的应力类型，且这些应力所 激发的失效机理应与实际使用状态的失效 机理相同。
关于应力水平：应选择元器件的技术 标准规定的额定值。
3. 试验周期的确定 自动监测、连续测试
间歇监测与记录
相隔一定时间(测试周期)进行一次测试 基本原则：
▪ 不要使元器件失效过于集中在一、两个测试周期 内，最好有5个以上能测试到失效元器件的测试 点，每个测试点上测试到的失效元器件数应大致 相同。
使用阶段： 了解不同工作、环境条件下的失 效规律、失效模式、失效机理，以便进行 纠正和预防，提高元器件的可靠性。
可靠性试验的分类
试验项目
可靠性试验方法的标准及检索方法 相关标准
中国国家标准GB 中国国家军用标准GJB 日本工业标准 日本电子机械工业协会标准 国际电工委员会标准IEC 英国标准BS 美国军用标准MIL 美国电子器件工程联合会标准JEDEC 俄罗斯国家标准