可靠性加速测试方法
可靠性加速测试方法
x =Min(x1,x2,x3,…,xk)
k
Fx (x) 1 [1 F(xi )] 21 1
2
可靠性加速测试
➢基本假设
a.环境条件加强，但不改变产品物理性质 b.环境条件改变，所求得之各个失效分配，彼此之间
存在某种相似的统计分配特性。 c.可以重复试验 d.符合能量不灭之物理定律
3
加速试验模式
（一）物理模式 *Inverse Power Law *Arrhenius Law
（二）统计模式 *Time Transformation Models *Baye’s Method
如此逐步增大应力，直到改变物理现象为止 最后使用统计方法，推估失加速测试缩短之
时间和正常应力之关系
16
逐步加严测试示意图
应 力
时间
17
改变应力及测试时间
任意改变施加之应力，加速造成失效状态 此法无法以合理之数学方法，找出产品之平
均寿命
18
多层次之应力测试
类似改变应力及测试时间之测试方式，但改 变过程为事先设定值
將式(2)代入式(1)可得
QeR /T L
R0
上式兩邊取對數後可得
loge (L) A B / T ,
其中 A log Q R0
實務上可用圖 22 2對數紙來繪圖 10
时间转换法
此种模式是用在找寻在常态应力测试条件和 加速测试条件二者CDF(累积失效机率函数)之关 系，可用下式表示：
CDF at Acc. Stress = K ×CDF at Rated Stress， K称为加速因子，可由实验求得。
R0為常數
e為 The Base of Naperian Logrithm s
加速可靠性试验
加速试验的发展—80年代
■ Gregg. K. Hobbs博士经多年对环境应力 筛选的研究提出了高加速寿命试验 (Highly Accelerated Life Testing) 和高 速应力筛选(Highly Accelerated Stress Screening)
加速试验的发展—90年代
■ 美国波音公司首次提出可靠性强化试验 （RET-Reliability Enhancement Testing
■ 定量加速试验 ALT
定性加速试验——HALT
■ HALT—高加速寿命试验(Highly Accelerated Life Testing) 。使用阶跃式应力使得产品承受 不同的应力以此来发现产品的设计限的一种过 程。HALT意在于发现产品的应力限以及确认产 品的薄弱地方。这种信息的使用有助于产品的 再设计。
定量加速试验—— ALT
■ ALT—加速寿命试验(Accelerated Life Testing).
加速试验试验使用的应力类型
经统计，对产品可靠性产生影响的 环境应力主要是温度和振动应力。据统 计引起产品故障的环境因素中，温度占 50%左右，振动占20%左右。
加速试验使用的设备
■ 温度箱 ★液氮制冷 ★快速温变率，产品上温变率可达60℃/min ★温度运行范围-100℃～+200℃
加速度自功率控制谱
HALT试验夹具
辅助测试设备开发
■ 针对于不同的产品，根据其功能参数设 计不同的测试设备。
执行HALT
进行HALT试验
HALT样本容量
■ 样本容量n的计算如下式
其中： P(d)是某一故障可能被检测到的概率 p是故障概率或者是任何有故障单元的概率
HALT样本容量
可靠性测试产品高加速寿命试验方法指南解析
术语和定义HALT（High Accelerated Life Test）：高加速寿命试验，即试验中对试验对象施加的环境应力比试验对象整个生命周期内，包括运输、存储及运行环境内，可能受到的环境应力大得多，以此来加速暴露试验样品的缺陷和薄弱环节，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到快速提升可靠性的目的。
运行限或操作限（Operation Limit）：指产品某应力水平上失效（样品不工作或其工作指标超限），但当应力值略有降低或回复初始值时，试样又恢复正常工作，则样品能够恢复正常的最高应力水平值称为运行限。
破坏限（Destruct Limit）：在某应力水平上升到某值时，样品失效，即使当应力回落到低于运行限时，试样仍然不能恢复正常工作，这时的应力水平值称为破坏限。
裕度（Margin）：产品运行环境应力的设计限与运行限或破坏限的差值。
产品的裕度越大，则其可靠性越高。
夹具（Fixture）：在HALT试验的振动项目中固定试样的器具。
振动试验必须使用夹具，使振台振动能量有效地传递给试样。
加速度传感器（Accelerometer）：在某方向测量试样振动加速度大小的传感器。
在HALT试验的振动项目中使用加速度传感器可以监视试验箱振动能量通过夹具有效传递给试样的效率。
振动功率谱密度（Vibrating Power Spectral Density）：也称为加速谱密度，衡量振动在每个频率点的加速度大小，单位为（g2/Hz）。
Grms（Gs in a root mean square）：振动中衡量振动强度大小的物理单位，与加速度单位相同，物理含义为对振动功率谱密度在频率上积分后的平方根。
热电偶（Thermocouple）：利用“不同导体结合在一起产生与温度成比例的电压”这一物理规律制作的温度传感器。
在HALT试验的热应力测试项目中，利用热电偶监视产品各点的温度分布。
功能测试（Functional Test）：对试样的测试，用以判断试样能否在测试环境下完成规定的功能，性能是否下降。
医疗器械管理-医疗产品可靠性试验-加速实验
医疗产品可靠性试验-加速实验1、加速试验概念加速试验是指在保证不改变产品失效机理的前提下，通过强化试验条件，使受试产品加速失效，以便在较短时间内获得必要信息，来评估产品在正常条件下的可靠性或寿命指标。
通过加速试验，可迅速查明产品的失效原因，快速评定产品的可靠性指标。
2、加速试验的目的与特点进行加速试验的目的可概括如下：（1）为了适应日益激烈的竞争环境；（2）在尽可能短的时间内将产品投入市场；（3）满足用户预期的需要。
加速试验是一种在给定的试验时间内获得比在正常条件下（可能获得的信息）更多的信息的方法。
它是通过采用比设备在正常使用中所经受的环境更为严酷的试验环境来实现这一点的。
由于使用更高的应力，在进行加速试验时必须注意不能引入在正常使用中不会发生的故障模式。
在加速试验中要单独或者综合使用加速因子，主要包括：更高频率的功率循环；更高的振动水平；高湿度；更严酷的温度循环；更高的温度。
3、加速试验分类加速试验主要分为两类，每一类都有明确的目的：（1）加速寿命试验--估计寿命；（2）加速应力试验--确定（或证实）和纠正薄弱环节。
这两类加速试验之间的区别尽管细微，但却很重要，它们的区别主要表现在下述几个方面：作为试验的基础的基本假设、构建试验时所用的模型、所用的试验设备和场所、试验的实施方法、分析和解释试验数据的方法。
表1 对这两类主要的加速试验进行了比较。
4、加速试验的产品层次要明确进行加速试验的产品层次（级别）是设备级还是零部件级，这一点很重要。
某些加速方法只适用于零件级的试验，而有的方法只能用于较高级别的总成（设备），只有少数方法同时适用于零件级和总成（设备）级。
对零件级非常合适的基本假设和建模方法在对较高级别的设备进行试验时可能完全不成立，反之亦然。
表2 列出了在两个主要的级别（设备级和零部件级）上进行试验的信息。
5、先进的加速试验过去，大多数加速试验都是使用单一应力和在定应力谱进行的。
包括周期固定的周期性应力（如温度在规定的上下限之间循环，温度的上限和下限以及温度的变化率是恒定的）。
两种可靠性加速测试方法及失效率评估与预测
电子质量2020年第11期(总第404期)作者简介院雷春霞(1974-)，女，中级职称，硕士学位，现从事照明领域研发质量可靠性等工作。
两种可靠性加速测试方法及失效率评估与预测Two Reliability Accelerated Testing Methods and Evaluation and Prediction of Failure Rate雷春霞(昕诺飞灯具(上海)有限公司,上海200233)Lei Chun-xia (Signify luminaire (Shang Hai)pany,Shanghai 200233)摘要：可靠性测试项目种类有很多，如何选择，用较少的样品数及较少的测试时间来最大化的发现产品的失效率和失效模式，从而进一步提高产品的可靠性，这个是电子行业内普遍比较感兴趣的课题。
该文结合笔者多年在电子产品领域的研发设计和可靠性工作经验，推荐两种可靠性加速测试方法：双85测试和高低温冲击测试，并重点介绍了两种测试方法的加速因子计算；同时介绍了一种用卡方分布来推测产品失效率的计算方法，最后该文根据一个实际电子产品的案例，给出如何根据产品的预期失效率设计双85测试的测试时间和测试样品数，以及如何根据产品的预期使用寿命内总开关次数设计高低温冲击测试的测试条件和测试循环数。
关键词：可靠性加速测试；双85测试；高低温冲击测试；加速因子；卡方分布；失效率；平均失效时间(MTTF)；使用寿命中图分类号：TN406文献标识码：A文章编号：1003-0107(2020)11-0044-04Abstract:There are many types of reliability test items.How to choose to use less sample size and less test time to maximize find the failure rate and failure mode of the product,so as to further improve the reliability of the product.This topic is the one electronics industry general interested in.Based on the author's years of experience in R&D and reliability in the field of electronic products,this article recommends two reliability accelerated test methods:Wet High temperature operating test (double 85test)and thermal shock test,and focuses on the acceleration factor calculation of the two test methods;Presents a calculation method of prediction the failure rate of a product by using the chi-square distribution.Finally,based on an actual electronic product,this article shows how to design the test time and the number of test samples for the double 85test according to the expected failure rate of the product,and how to design the test conditions and the number of test cycles of thermal shock test according to the products service life.Key words:Reliability accelerated test;Wet High Temperature Operating test (double 85test);Thermal shock test;Acceleration factor;Chi-square distribution;Failure rate;Mean time to failure (MTTF);Service life CLC number:TN406Document code:AArticle ID ：1003-0107(2020)11-0044-040引言随着可靠性设计与可靠性测试方法的普及，当前在电子产品的开发设计阶段，可靠性测试已成为电子产品批量上市前必要的验证方法。
软件可靠性测试加速方法分析
ｅ ｏ ａｙ ｉ ａ ｅ ｙｂ ｘａ ｌｓｓ ｓ ｄ ｎ ｂ
ａ ｄｍｕｔ ｌ ｆ ａｅ ． Ｔ ｅｒｓａｃ ｃ ｉｖ ｍｅ ｔ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｎｓ ｆ ｒｅｒｌ ｂｌ ｃ ｅｅａｅ ｓｉｇｍｅｈ ｄａ ｅｍａｎｙａ ａ— ｎ ｌｉ ｅｉ ｏｂ ｓｄ ｐ ｎ ｈ ｅｅ ｒｈａ ｈｅ ｅ ｎｓａ ｄｄ ｖ ｌｐ ｎ ｏｔ ｉ ｗａ ｅｉ ｉｔ ａ ｃ ｌｒｔｄｔ ｔ ｔｏ ｉｌ ｎ ｌ ａ ｉ ｙ ｅ ｎ ｒ ｙ ｅ ， ｓ ｍｍａ ｉｅ ｄｄ ｓｕ ｓ ｄ Ａｎ ｈ ｏ ｃｕ ｉｎ ｅｔ ａ ｅｃ ａ ｇｎ ｒ ｂ ｂｌ ａ ｅ ｐ ｒ ａｈ Ｃ ｅａｃ ｌｒｔｄｐ ｒ ｙａ ｄ ｚｄ ｕ ｒｚ ｄａ ｉｃ ｓｅ ． ｎ ｄｔｅｃ ｎ ｌｓｏ ｓａ ｔ ｈ ｎ ｉｇｐ ｏ ａ ｉｔ ｂ ｓ ｄａ ｐ ｏ ｃ ａ ｂ ｃ ｅｅａｅ ａｔ ｎ ｒ ｈ ｔ ｈ ｉ ｙ ｎ ｌ ｔ ｅｏｈ ｒ ａｌ ｅａ ｃ ｌｒｔｄｃ ｍｐｅｅｙ Ｂａ ｅ ｎｔｉ ｅｐ ｉｃｐｅｏ ｏｔ ｒ ｅｉｂｌ ｃ ｅｅａｅ ｓｉｇｍ ｅｈ ｄ ｔ ｄｅ ， ａ ｄ ｈ ｔ ｅｓｃｒｂ ｃ ｅｅａｅ ｏ ｌｔｌ． ｓ ｄｏ ｓｔ ｒｎ ｉｌ ｆ ｆｗａｅｒ ｌ ｉ ｔ ａ ｃ ｌｒｔｄｔ ｔ ｔ ｏ ｓ ｓｓｕ ｉｄ ｎ ｈ ｈ ｓ ａ ｉ ｙ ｅ ｎ ｉ
１ 软 件可 靠性 测 试
软件可靠性测试通 过模拟软件 的真实 使用 过程对软件进
收稿 日期 ：２ １． ．５ ０ ０ ９２ ；修订 日期：２ １．１ ５ ０ ００１ ２ 。 －
基金项目：航空科 学基金项 目 （０ ８２ １０ ） ２ ００ ４ ０ ５。
（） １由于软件可靠性 测试 按照使用概率进行 随机抽样得 到 测 试数据 ， 对于概 率高 的输入 ， 在大量 的重复测试 ， 存 而对 于
可靠性测试加速试验的实施过程和效果
3.2 加速 试验 方法 选择 技巧
成熟 度
精度 要求
风险 因素
试验 效率
高温加速－利用热反应模型－应用最广泛 模型参数激活能Ea和频数因子可自行求解 模型应检验，试验方案应满足检验要求 置信度评估，评估结果验证……
降低风险措施的影响，如增加分组，增加每组下样品
恒定应力分多组，各应力并行实施，低应力组无失效 步进步降只一组，各应力串行实施，故障数分布问题
Ⅱ加速试验的策划
工作
工作——一定要通电；是否有振动？
状态
非工作——一定不通电，通常无振动。
1
加速 模型 选择
环境 因素
温度、振动、温循 温度-湿度、温度-振动、温循-振动
模加
主
型速
要
即应
机
考虑 因素
产品 特点
应力符合产品？应力可否加速？ 是否会损坏样机？产品敏感参数？……
形力 式类 选型
理 决 定
条件
可靠性测试加速试验的实 施过程和效果
1 加速退化试验方法研究
试验方法
方案设计 试验实施
及优化
方法
2 试验方案设计
贮存加速退化试验 方案设计
样品数量的 确定
检测周期的 确定
试验时间的 确定
试验应力的 确定
检测次数的 确定
检测次数的 确定
2 试验方案设计
试验方案设计
应力分组——不低于3组 样品数量——不低于2～3个/组 测试次数——不低于7～8次
Ⅴ 加 速 贮 存 寿 命 试 验 方 案
三.加速试验的实施过程和效果
Ⅵ 加速试验的效果 快速 高效 经济 应用范围广
Ⅰ加速试验的设计
1 根据 试验 目的
(电子产品)可靠性试验-高加速试验(HALT)简介
低温步进应力试验方法
试验起始温度为20℃ 以10℃为步长降温， 直至找到样品的操作 极限和破坏极限
每个温度点停留时间 为10～15分钟 试验中样品开机并进 行功能测试
以上试验中的降温步长为建议值
高低温步进应力试验
高低温步进试验
低温步进试验故障
低温步进试验故障
元器件故障 电路设计因素 样品之间有非常大的极限差异 元器件不良
综合应参数；
温度试验中配合步进 的振动参数
试验中样品开机并进 行功能测试
以上试验参数为建议值
综合应力试验方法
综合应力试验
综合应力试验故障
综合应力试验故障
前期试验中的故障在综合应力试验中都有出现的可能。
综合应力试验中，前期试验中的故障在综合应力试 验中都有出现的可能。
（电子产品）可靠性试验
高加速试验（HALT）
不同阶段可靠性工作对成本的影响差异巨大
问题发现越早，所需成本越少
高加速试验
HALT 高加速寿命试验 -High Accelerated Life Test
HASS 高加速应力筛选 -High Accelerated Stress Screen
HASA 高加速应力抽选 -High Accelerated Stress Audit
HALT中需要注意的问题
注意样品与台面的隔热和风管的摆放
试验样品温变速率越快，试验效果越好
HALT中需要注意的问题
振动传感器位置
由于HALT台面的振动缺陷，传感器应尽量靠近试验样品
HALT中需要注意的问题
对感兴趣位置的振动检测
HALT试验中，对感兴趣位置试验信息的采集很重要
HALT中需要注意的问题
车载电子电器零件常用加速试验及可靠性计算方法
车载电子电器零件常用加速试验及可靠性计算方法随着汽车技术的不断进步，车载电子电器成为车辆中不可或缺的重要组成部分。
为了保证车载电器的可靠性和性能，需要进行加速试验和可靠性计算。
本文将介绍车载电子电器常用的加速试验方法和可靠性计算方法。
一、车载电子电器加速试验车载电子电器加速试验是指在较短时间内进行的试验，通过模拟产品在长期使用中承受的环境力学、电学、热学等因素，验证其可靠性和耐久性。
车载电子电器加速试验一般可以分为以下几类：1. 加速气候试验加速气候试验是通过模拟低温、高温、潮湿、干燥等恶劣气候条件，对车载电子电器进行加速试验。
试验时需要严格控制环境温度、湿度等条件，并在相应条件下进行长时间的运行测试。
2. 加速震动试验加速震动试验是通过模拟车辆行驶在路面颠簸、颠簸、起伏等道路环境下，对车载电子电器进行增强振动测试。
试验时需要根据实际道路条件，模拟相应的振动频率和振动加速度。
3. 加速老化试验加速老化试验是通过模拟车辆长期使用中承受的环境力学、电学、热学等因素，对车载电子电器进行长时间的老化测试。
试验时需要对电子电器的电气特性、机械强度等进行测量分析，以评估其可靠性和耐久性。
二、车载电子电器可靠性计算方法可靠性计算是指通过统计分析的方法，对车载电子电器在长期使用中可能出现的故障概率进行评估。
常用的车载电子电器可靠性计算方法有以下几种：1. 应力-强度模型应力-强度模型是一种较为简单的可靠性计算方法，通过对电子电器的应力水平和机械强度等因素进行分析，计算其故障概率。
其中，应力水平一般可以通过模拟车辆长期使用中的实际工作条件进行检测，机械强度则需要对电子电器的设计和制造工艺进行评估。
2. 事件树模型事件树模型是一种较为复杂的可靠性计算方法，通过将电子电器可能遇到的故障事件进行分类、定性和定量分析，计算其故障概率。
其中，事件树模型需要涉及到电子电器的设计、制造、测试、安装、维护等多个环节，以保证可靠性的全过程。
可靠性加速测试方法
可靠性加速测试方法可靠性是指产品在一定时间内保持正常工作的能力。
在产品开发过程中，通过加速测试可以模拟产品在长时间、复杂条件下的使用情况，从而评估产品的可靠性。
环境加速是通过模拟产品在不同环境条件下的使用情况，来评估产品的可靠性。
具体方法有：1.温度环境测试：将产品在不同温度下进行测试，检查其在极端温度条件下的性能表现和可靠性。
2.湿度环境测试：将产品在高湿度、低湿度环境下进行测试，检查其在湿度变化条件下的耐用性和可靠性。
3.震动环境测试：将产品在不同加速度和振动频率下进行测试，模拟产品在运输和使用过程中的振动环境，评估其抗震性和可靠性。
负载加速是通过给产品施加超过正常工作负载的条件，来评估产品在高负荷情况下的可靠性。
具体方法有：1.运行时间加速：在短时间内连续运行产品，超过其正常使用寿命，检查其在超载运行情况下的稳定性和可靠性。
2.负载循环加速：在短时间内反复施加产品正常工作负载，模拟产品长时间使用过程中的负荷变化，评估其在负荷变化条件下的可靠性。
时间加速是通过缩短加速测试时间，来评估产品在相对较短时间内的可靠性。
具体方法有：1.加速老化：将产品暴露在高温、高湿度等恶劣环境下，加速其老化过程，评估其在相对较短时间内的可靠性。
2.加速失效：通过施加高压、高温、高频率等条件，加速产品失效过程，评估其在相对较短时间内的可靠性。
故障加速是通过模拟产品在各种故障情况下的使用情况，来评估产品的可靠性。
具体方法有：1.故障注入：通过预先在产品中引入故障，在加速测试过程中观察和记录产品的故障表现和反应，评估其在故障条件下的可靠性。
2.突发故障加速：在产品正常工作条件下，突然施加故障条件，观察产品的响应和恢复能力，评估其在突发故障条件下的可靠性。
此外，还可以结合统计学方法，如应用Weibull分析、生存分析等方法，对加速测试结果进行数据分析和可靠性预测。
总之，可靠性加速测试方法是评估产品可靠性的重要手段，通过模拟产品在不同环境、负载、时间和故障条件下的使用情况，可以提前发现和解决潜在问题，确保产品在长时间使用中的稳定性和可靠性。
可靠性环境加速寿命测试介绍
實例計算演示二
某MTBF合格整機電源產品，其在50C，60C，70C和80C進行了4個溫度點的加速壽命試驗 ，如下表。求產品激活能？25C的MTBF？在65C，95%RH 的濕度下要測試多長時間 才能達到MTBF要求？
由上表數據可推出以下數據
1.用ln MTBF 和1/T兩列對應lnt=a+b[1/T]作圖 ，將對應的曲線用直線擬合，可算得其直 線斜率為 9530.5 由Ea/R = 斜率,可得 Ea = 0.8196eV.
A expEa /RT
加速因子計算公式。
Ea exp( ) Ea 1 1 L1 n n RTe AF exp RH s RH0 L2 exp( Ea ) R Te Ts RTs
失效分佈函數與加速模型
exp(
2.產品在常溫25C時 MTBF為： Y = 9530.5(1/T)-22.546 = 9.44 MTBF = e^9.44 = 12581.72h = 1.44 年
3. 由
Ea ) Ea 1 L1 1 n n RTe AF exp RH s RH 0 Ea L2 Te Ts R exp( ) RTs
氣候環境試驗
所處環境應力： 溫濕度，氣體， 鹽霧，風雨， 壓力，太陽輻 射
環境應力與失效之關係
摘自Hughes航空公司（美國）技術 資料
環境加速壽命介紹
環境加速說明： 比基準條件嚴酷的條件下，使產品的故障機理大於通常速度，利用同一模式存在 與兩者之間的規律性，使其在短時間內再現。即加速試驗的成立是以這些故 障機理和故障模式相同為前提，其中必定在為加速和已加速試驗之間存在規 律性的結果。
可靠性试验及加速寿命试验技术
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
从以上所述可以有如下的关系。即可靠性R和其特 征量“故障率”（“平均故障”间隔时间MTBF）的关
e 系 R(t) t （t为规定的任务时间）。对使用单位，
如部队，他们要求的是可靠性（可靠度）R，便于作战 时对武器需求的分析，但对于研制生产单位，在设计和 验证指标时难以使用，需换算成“平均故障间隔”MTBF 或（ ）。
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
这种能力以概率（可能性）表示，即可靠性（可靠度）， 它由两部分组成。在执行（完成）任务过程中，结构（如 元器件或材料）不出故障的可能性（称为“结构可靠 性”），性能不出故障（例如偏差过大）的可能性（称为 “性能可靠性”），总称窄义可靠性。
一、可靠性基本概念（定义）
一、可靠性基本概念（定义）
（一）有关可靠性的定义及表示
对指定的时刻t而言，把开始工作（或修复后开始工 作）的时刻记为t=o，则产品寿命T等于或超过t(t为规 定的时间)的概率P（T≥t）即产品的可靠度R。显然，R 是某个t的函数，记为R=R（t）=P(T≥t),据此，有：
p=F(t)=P(T<t)=1－R(t)
个，
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
所以在t时刻还在工作的NR(t)个产品中，于单
位时间内出故障的有 NR(t) 个，其故障率为
R(t) R(t). 这叫作产品“瞬时故障率”，记为(t)
现以习惯称为“故障率”或“失效率”。
一、可靠性基本概念（定义）
（三）寿命的定义及描述
产品长期贮存，其材料等将会老化变质。因此， 有在规定的贮存条件下，产品从开始贮存到丧失其规 定的功能的时间称为贮存寿命。
可靠性-LED加速老化寿命试验方法概论
一、可靠性理论基础1.可靠度:如果有N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n（t),当N足够大时，产品在t时刻的可靠度可近似表示为:随时间的不断增长,将不断下降。
它是介于1与0之间的数，即。
2.累积失效概率:表示发光二极管在规定条件下工作到t这段时间内的失效概率，用F（t)表示,又称为失效分布函数.如果N个LED产品从开始工作到t时刻的失效数为n（t），则当N足够大时，产品在该时刻的累积失效概率可近似表示为：3.失效分布密度：表示规定条件下工作的发光二极管在t时刻的失效概率。
失效分布函数的导函数称为失效分布密度，其表达式如下:•早期失效期；•偶然失效期(或稳定使用期）；•耗损失效期。
二、寿命老化：LED发光亮度随着长时间工作而出现光强或光亮度衰减现象。
器件老化程度与外加恒流源的大小有关，可描述为：B t为t时间后的亮度，B0为初始亮度。
通常把亮度降到B t=0。
5B0所经历的时间t称为二极管的寿命. 1。
平均寿命如果已知总体的失效分布密度f(t）,则可得到总体平均寿命的表达式如下：2. 可靠寿命可靠寿命T R是指一批LED产品的可靠度下降到r时，所经历的工作时间。
T R可由R（T R）=r求解,假如该产品的失效分布属指数分布规律，则：即可求得T R如下：3. 中位寿命中位寿命T0。
5指产品的可靠度R(t）降为50％时的可靠寿命，即:对于指数分布情况，可得：二、LED寿命测试方法LED寿命加速试验的目的概括起来有：•在较短时间内用较少的LED估计高可靠LED的可靠性水平•运用外推的方法快速预测LED在正常条件下的可靠度；•在较短时间内提供试验结果，检验工艺;•在较短时间内暴露LED的失效类型及形式，便于对失效机理进行研究，找出失效原因；•淘汰早期失效产品,测定元LED的极限使用条件1. 温度加速寿命测试法由于通常LED寿命达到10万小时左右，因此要测得其常温下的寿命时间太长，因此采用加速寿命的方法。
浅谈可靠性加速寿命试验
浅谈可靠性加速寿命试验浅谈可靠性加速寿命试验加速寿命试验是可靠性试验中的一项重要的试验方法。
采取加速寿命试验的作用在于加快试验进程，为预测系统或设备的可靠度提供重要的依据。
可靠性试验的方法和试验的规模由试验的对象及要求来决定。
对于系统、设备及元器件，各自采用的试验方法是不同的。
对于整机，通过试验剔除对系统有影响的不可靠元器件；对于机械零部件侧重于疲劳寿命试验；而对于电子元器件则主要进行寿命试验。
产品或系统的可靠度，应该按最终使用条件评价。
所以，寿命试验应该按实际的使用条件与实际的环境条件（应力）来进行。
但由于时间上，经济上的考虑，总希望以较少的试验费用，早一些取得满意的结果。
为此，所采用的手段之一，是通过提高环境应力（如温度）与工作应力（施加给产品的电压、负荷等），来加快试验进程，缩短产品或系统的寿命试验时间。
这种为缩短试验时间而按严苛条件（应力）进行的加速寿命试验与强制老化试验，实际上大同小异。
都是以严苛的条件，加速产品质量特性的老化、促进产品寿命缩短的试验。
例如，开关与继电器之类的产品，是按工作次数来计测寿命的，为加速试验，可用更高速度进行接通与断开试验，以检测产品的可靠性寿命。
加速寿命试验与产品例行试验（例如，一般强度和变形的性能测定）是不同的。
例行试验的目的，只是保证产品进出厂验收前，其各种性能参数是否符合一定的标准，而没有测定产品在规定时间内的失效率。
从而不能对产品的可靠性提出任何保证。
而加速寿命试验，是对产品在规定的使用时间内符合一定的可靠性指标提出保证。
同时，加速寿命试验也是产品可靠性预测和检验的基础。
加速寿命试验比产品的例行试验时间要长。
因为，时间短促难以取得足以说明可靠度水平的数据。
在试验数据的处理上，例行试验由于它仅是性能的通过试验，所以数据处理简单，而加速寿命因为它要对某一批产品的可靠性进行推断，所以要采用严格的数据统计方法，以便得出较为可靠的结论。
采取加速寿命试验的作用在于：通过严苛条件试验，可以确定产品、零部件的安全裕度，剔除与筛选可靠度低的零件；在严苛条件下观察到的寿命值（或故障率），同正常条件下的寿命值之间，有一定的规律性，利用此种规律性，可以预测正常条件下的寿命值。
硬件测试中的可靠性与稳定性测试方法
硬件测试中的可靠性与稳定性测试方法硬件设备的可靠性与稳定性一直是电子行业关注的重要问题。
在硬件测试过程中，我们需要确定可靠性测试和稳定性测试的方法，以确保产品在长期使用中不会出现故障或性能下降。
本文将介绍硬件测试中常用的可靠性与稳定性测试方法，以及实施这些测试的步骤和注意事项。
一、可靠性测试方法1. 环境试验法环境试验法是一种常用的可靠性测试方法，通过模拟真实的使用环境对硬件设备进行测试。
常见的环境试验包括高低温试验、湿度试验、振动试验和冲击试验等。
这些试验可以评估硬件设备在不同的环境条件下的可靠性。
2. 寿命试验法寿命试验法是对硬件设备进行长时间工作的测试，以评估其在长期使用中的可靠性。
在寿命试验中，我们可以设置不同的工作条件和负载，观察硬件设备在不同工况下的性能表现和故障率。
通过寿命试验，我们可以预测硬件设备的使用寿命和故障率。
3. 应力加速试验法应力加速试验法是通过提高硬件设备的工作条件，加速其故障发生的过程，以评估其可靠性。
常见的应力加速试验方法包括加速老化试验、高温高湿试验和电磁辐射试验等。
这些试验可以帮助我们快速评估硬件设备的寿命和可靠性。
4. 退化试验法退化试验法是一种常用的可靠性测试方法，通过对硬件设备进行特定的退化操作，观察其性能和故障发生的变化。
退化试验可以帮助我们了解硬件设备在不同退化程度下的可靠性特性，从而提前预测故障发生的可能性。
二、稳定性测试方法1. 连续运行测试连续运行测试是一种常用的稳定性测试方法，通过长时间运行硬件设备，观察其在不间断工作的情况下是否出现故障、性能下降等问题。
连续运行测试可以帮助我们评估硬件设备在长时间使用中的稳定性和可靠性。
2. 负载测试负载测试是一种常用的稳定性测试方法，通过对硬件设备施加大负载，观察其在高负载情况下的性能表现和稳定性。
负载测试可以帮助我们确定硬件设备在承受大负载时是否会出现故障或性能下降。
3. 异常条件测试异常条件测试是一种常用的稳定性测试方法，通过模拟异常的操作或工作条件，观察硬件设备的反应和稳定性。
电子装备可靠性加速试验方法
76研究与探索Research and Exploration ·监测与诊断中国设备工程 2019.07 (下)现代复杂电子装备的MTBF 高达2000～5000h，甚至更长。
经典的可靠性试验方法已经无法满足电子装备发展的要求，如何验证电子装备的可靠性水平已经是装备承制单位急需解决的问题。
在此形势下，可靠性加速试验应运而生，并成为电子装备可靠性试验领域的重要研究方向。
加速等效如图1。
1 加速试验的假设图1 加速等效加速寿命试验的加速因子定义：（1）式中，t R,O 和t R,t 表示产品在加速应力水平S t 与正常应力水平S o 下的达到相同可靠度的可靠寿命。
AF t,o 为加速应力水平S t 相对于正常应力水平S o 的加速因子。
通过公式可以发现加速因子就是可靠寿命之比，反映了产品分别在两种应力水平下寿命过程的相对快慢程度。
Nelson 对加速因子的定义进行了扩展。
若产品在应力水平S i 与S j 下分别作用时间为t i 和t j 的累积失效概率相同，即F i (t i )=F j (t j )，则加速应力水平S i 相对于正常应力水平S j 的加速因子可以表示为：电子装备可靠性加速试验方法孔耀，王晋忠，朱绪垚(中国电子科技集团公司第五十四研究所质量管理部，河北 石家庄 050081）摘要：文章通过国外可靠性加速试验相关规范研究以及国内开展可靠性加速试验的工程应用调研，给出了恒定应力可靠性加速试验、步进应力可靠性加速试验、可靠性加速退化试验、基于试件等效的可靠性加速试验、基于时间等效的可靠性加速试验的几种方法。
关键词：电子装备；可靠性；加速试验中图分类号：U674.70 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）07（下）-0076-02（2）从本质上来讲这两个定义是一致的，如果对上式进行变换，则可以得到（3）如果产品应力S i 作用下试验了时间t i ，则在应力S j 作用下达到相同退化累积的等效时间t j 可以通过计算确定，因此通过式（3）可以对不同应力水平的试验时间进行折算。
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可靠性加速测试方法
目的
基本假设
加速试验模式
Inverse Power Model
Arrhenius Model for Thermal Aging
时间转换法
贝氏法则
可靠性加速测试
目的
利用较严厉的环境测试条件，使得产品的失效时间缩短，然后以求得之结果，估计产品在一般使用环境之寿命。
可靠性加速测试
基本假设
a.环境条件加强，但不改变产品物理性质
b. 环境条件改变，所求得之各个失效分配，彼此之间存在某种相似的统计
分配特性。
c. 可以重复试验
d. 符合能量不灭之物理定律
加速试验模式
（一）物理模式
* Inverse Power Law
* Arrhenius Law
（二）统计模式
* Time Transformation Models
* Baye’s Method
Inverse Power Model
适用于一般电子及电子产品、绝缘物体，或是轴承等，其使用寿命和外界之应力成”N ” 次方的反比，如下式所示：
产品之特性寿命(Characteristic Life)通常可由韦式分配求得，公式中之“N ” 值决定于不同产品和其组成之物质，可由图22-1之负N
N A A N N
S S L L ⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡==>⎥⎦
⎤
⎢
⎣⎡=正常應力加嚴應力加嚴應力下之壽命正常應力下之壽命
Inverse Power Model
时间坐标
Slop Exponent
=-1应力坐标
正常施加应力30年
以指数为单位
特性寿命
Log Scale 1小时
加速测试之应力
Inverse Power Model
例题一
某产品在正常情况下，应力为15kV ，由上述方法求得之指数为8，若测试电压为60kV ，经证实两种测试电压产生之失效原因相同，也不会改变其物理结构。
若该产品之希望寿命为30年，用60kV 电压需测试多久方能保证其寿命。
解：30年= 30×365天×24小时= 262800小时
小時
測試時間
之壽命之壽命01.42628004156060158
8
===⎥⎦⎤⎢⎣⎡=kV kV
Arrhenius Model for Thermal Aging 有些电子组件会因温度变化而影响其内部之化学变化，以及影响其变化速度，此种变化关系在化学上称之为Arrhenius Equation，如式(1)所示。
Arrhenius Model for Thermal Aging
R T R E T R R E
B e
R e
R R G G
T
R T R E G 為常數
為絕對溫度為氣體常數量能為化學反應所需之活動時之化學變化速度為溫度為其中0/0)
/(0,,,)
1(........................................=
==--
Arrhenius Model for Thermal Aging
若可以找到一特性值Q ，使得化学反应速率和产品寿命之乘积等于Q ，即
對數紙來繪圖
實務上可用圖其中上式兩邊取對數後可得可得代入式將式222log
,
/)(log )1()2()2......( 0
/-=+==
=R Q
A T
B A L R Qe L Q RL e T
R
时间转换法
此种模式是用在找寻在常态应力测试条件和加速测试条件二者CDF(累积失效机率函数)之关系，可用下式表示：
CDF at Acc. Stress = K ×CDF at Rated Stress，K称为加速因子，可由实验求得。
贝氏法则
如果事前我们对某种产品之失效模式已有经验，或是已知其分配公式，则利用贝氏法则会比其他测试模式来的好。
但此法有下列限制条件：
1. 若未知机率分配，则吾人缺少合理的一些假
设，
2. 应用机会不多，除非对该产品已有相当程度
之了解。
贝氏法则
应用此法时，须经测试以便找到一可用之事前机率分配。
贝氏模式之推理过程如下
之機率分配
時，時間為當母數為為此處t t g PDF
ior f PDF
Posterior t h d t g f t g f t h θθθθθθθθθ)|(Pr )()|()|()()
|()()|(00
==⎰
施加应力之各种型式
•固定应力法
•逐步加严测试
•改变应力及测试时间
•多层次之应力测试
•单一和多层次之失效分析
固定应力法
•使用一特定应力测试，然后用韦氏机率纸求算其特性寿命
•重复上述步骤，但改以不同之应力测试
•将前述结果描绘在坐标图上，再以统计回归方法找出应力与寿命之关系
此法为最简单且普遍之测试方法
逐步加严测试
•测试方法为逐步增加测试应力，而测试时间也按比例增长，以便达成加速失效之目的
•当达成失效状态后，需分析产品失效原因，同时查看有无改变物理现象
•如此逐步增大应力，直到改变物理现象为止
•最后使用统计方法，推估失加速测试缩短之时间和正常应力之关系
逐步加严测试示意图
应
力
时间
改变应力及测试时间
•任意改变施加之应力，加速造成失效状态
•此法无法以合理之数学方法，找出产品之平均寿命
多层次之应力测试
•类似改变应力及测试时间之测试方式，但改变过程为事先设定值•再以统计学之变异数分析或实验设计法，找出一最佳之测试方法
单一和多层次之失效分析
•产品失效现象(Failure Mode)，可以分成单一失效和多层次失效两种
•单一失效之分析
•由连续、重复的失效现象中，找出其失效原因。
•亦可藉由统计之回归分析，找出其失效原因。
•或利用其它已知之数学模式来分析
21单一和多层次之失效分析•多层次失效
•理论上，虽可藉变异数分析找出多层次失效现象之原因，实务上大都将其视为单一失效原因来处理。
为改进前述做法，可采用“Competing Risk Model” (CRM)来分析
•CRM 假设失效现象可分成k 个，且失效原因相互独立，而发生某一次失效现象之最短时间，就可决定整个产品之寿命
•求算最短时间之公式为
x = Min(x 1, x 2, x 3,…, x k ) ∏--=k
i x x F x F 1)]
(1[1)(。