《可靠性设计与试验》PPT课件

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筛选分类
• 检查筛选：显微镜检查,红外线非破坏检查,X射 线非破坏检查
• 密封性筛选：很多元器件是在密封条件才能正 常，检查漏气是十分重要的一项提高可靠性的措 施，如氦检或效射性检漏。
• 环境应力筛选：振动加速度筛选,冲击加速度筛 选,离心加速度筛选 20000g~100000g加速度, 温度冲击筛选 （－40C~85C冲击锗器件） （－55C~125C冲击硅器件）
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可靠性设计内容
• 最大限度地提高固有可靠性，其中包括：原件的选择与管理，降额 设计，参数设计与漂移设计，环境防护，贮备设计，设计的简化与分 析，这些措施都有利于提高系统的固有可靠性。
• 设计中考虑降低生产与使用过程中可靠性的退化问题，进行退化分 析，维修设计措施，包括早期故障的判断，故障分析等。
• 可靠性筛选只能剔除一批元件中早期失效元件， 而不能提高产品的可靠性的固有数值。例如工艺 上的缺陷，设计上的问题无法从筛选中排除，还 氧树脂龟裂就是一例。
• 经过筛选后的元件要求不产生失效机理和失效 分布的变化，它是一种非破坏性试验。
• 可靠性筛选是对100％元件进行试验，不是抽 样试验。
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• 制定元件的筛选或老练方案，可靠性试验。元件选择及管理有以下 几个内容：
• 确定完成所需功能元件类型及预期的工作环境。 • 确定元件的临界值，（额定值）,如果超过这个值有可能失效而 • 出现危险情况等， • 确定元件的质量等级。 • 可靠性分配与优化设计，重要度分析也是设计中的重要任务。 • 费用设计，费用的估计和分配技术。 • 可靠性分配与优化 • 可靠性审查与评估 • 储备设计方法
0.1430.1250.1110.1)
100(2.928) 292.8小时
5td TS 1464小 时
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12.3.电子产品的可靠性预计
• 产品的可靠性预计是在产品定型过程中， 从元器件的可靠性参数，经过试验结果与 理论的分析计算，对产品可能达到的可靠 性水平进行一种预测过程。
• 产品可靠性预计的目的是为了落实产品定 量化的可靠性指标，为使产品达到规定的 可靠性要求，并为今后改进产品的可靠性 提供理论的基础。
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12.2 元器件的筛选
• 可靠性筛选的目的是尽快地缩短早期失效 期并把失效率降低到可接受水平上。利用 加速或增加应力条件温度可以加快筛选速 度，表明同一种产品在不同条件下失效率 不是相同的，因此在进行可靠性试验时就 可以提高应力条件，使早期失效在较短的 时间内剔除。
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可靠性筛选的特点
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①可靠性预计的计数法
n
GS Ni (GQ)i
i1
式中：GS ──设备总失效率，10-6/h；
Gi ──第i种元器件的通用失效率，10-6/h；
Qi ──第i种元器件的通用质量系数；
Ｎi ──第i种元器件的数量；
n ──设备所用元器件的种类数目。
举 例 ： 三 极 管 2N2222A： PGQ0.0942.40.4512106/小 时
第十二章 可靠性设计与试验
• 12.1 概论 • 12.2 元器件的筛选 • 12.3.电子产品的可靠性预计 • 12.4 降额设计 • 12.5 漂移失效（marginal failure）的设计 • 12.6 机械可靠性概率设计:干涉理论 • 12.7可靠性试验
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12.1 概论
• 在高费用及通货膨胀时代，获得有效的备 用系统的关键是：在最低费用的基础上得 到性能，可靠性及系统其它参数之间的折 衷平衡。它们之间有一定的矛盾，这就要 求设计人员能够掌握更新的设计方法，以 较快的周期更新产品，设计人员必须使用 户在产品的性能，可靠性，维修性及费用 几个方面达到可接受的平衡关系。在确定 了可靠性，维修性，费用，性能的设计指 标以后求解它们的最优方案。
仍高，仍然必须整批报废。
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PDA技术可简述
• ①事先确定PDA的控制值，如质量S级的产 品，PDA的控制值选3%，质量B级选5%等。
• ②经规定的试验筛选后，有失效数为r，投 入试验的产品数N，则定义批缺陷率P=r/N
• ③将P与PDA值比较，如P值大，则该批拒 收。如P值不大，则通过该试验。
• 寿命储存筛选:（i）高温储存筛选,（ii）功率老 化筛选
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应力筛选
2 .5 失 效 率 2.0
1 .5
1 .0
0 .5
100○应 力 条 件 125○应 力
225○应 力
100
240小 时
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例如某厂半导体3DG32加300毫瓦功率进行摸底试 验，得到试验时间与失效率的数据如表
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可靠性预计的目的
• 1、定量地给出产品的可靠性预计指标； • 2、通过预计了解产品的各元器件之间的可 • 靠性关系，并为改进和提高产品的可靠 • 性提供依据； • 3、找出产品中的薄弱环节，为改进产品可 • 靠性提供措施； • 4、通过可靠性预计与分配，节约开发费 • 用；
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t单 位 小 时 0.1
% ／ 小 时 120
1 26.8
10 0.46
30 0.16
表 中 看 出 经 3 0 0毫 瓦 功 率 1 0小 时 可 靠 性 筛 选 以 后 ， 其 失 效 率 可 以 下 降 2 5 0倍 。
Fra Baidu bibliotek
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筛选中的PDA值控制技术
• PDA是Percent Defective Allowable的缩写。 意为“批允许不合格率”。PDA不是试验方法， 而是一种试验控制技术。PDA技术的引入使筛选 的作用有一个质的飞跃。在引入前，筛选只是 100%的“过筛”，不合格的全“筛”下去，合 格的当然都将会使用，但这些合格器件的失效率 仍是个未知数。PDA技术能部分解决这个问题。 应用它能分辨出某批电路将来使用时失效率将较 低，而某批电路“过筛”后的“合格”品失效率
• ④P值直接反映试验前该批产品的可靠性水 平，即当P值增加，产品可靠性急剧下降。
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例12-1：设，0 ，0 1 ／10小2 时，从100个元件中，其中次品
有10个，求达到系统 S ／0.小005时和0.0012／小时的筛选时 间。
td
1
1
1
1 2
1 3
110
100(10.50.330.25 0.20.164