电子产品可靠性技术及试验方法
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目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
什么是可靠性？
而这一百辆汽车自北京跑到 上海，途中有几辆出了故障， 这就是可靠性问题。 某厂生产的一百辆汽 车，经检验合格出厂了， 这就是质量
可靠性定义
GB6583
产品在规定的 条件下、在规定的 时间内完成规定的 功能的能力。
湿热试验
湿度的物 理现象
凝露、吸附、吸收、扩散、呼吸
水分子沿缝隙中气体的浓度梯度而运 动，扩散不依赖空气的宏观流动。
扩散
流动
水分子通过缝隙被空气流吸入。
由于空气压力和水汽分压力之差随缝 隙的深度而变化，使水气沿缝隙而流 动。即由于温度变化而使水气流动。
呼吸
湿热试验应用
湿热试验注意事项
目录
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温度试验10℃规则
民用铝电容L01000小时
温湿度试验方法标准
国标GB2421~4\GJB360与IEC是设备和元器件的通用标准； 军标GJB150\MIL810是设备环境试验标准； 行业标准是针对行业产品经过裁剪的标准； 标准不具备可比性，不能说哪个更好、更有效保证可靠性； 一般来说最严酷的环境试验标准是汽车工业和宇航的行业标准。
环境试验顺序影响
所谓试验顺序，就是指同一产品进行两种或两种以上的单因 素人工模拟试验时，应先进行什么试验，后进行什么试验。 试验顺序通常对试验结果是有影响的，如果选择不当会造成 试验结果不真实。甚至造成试验中断，所以必须合理的确定试 验顺序。
环境试验顺序
温度应力对产品影响-1
温度应力对产品影响-2
军品（任务）可靠性： 元器件筛选 组件、部件筛选 产品筛选
100%试验--影响寿命
我国环境特点
南方--潮热 北方--静电
筛 选 能 否 提 高 产 品 的 寿 命 和 固 有 可 靠 性？
产品组件各阶段试验
产品各阶段试验
目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
高加速寿命试验
高加速寿命试验方法
高加速应力筛选
HALT/HASS
目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
可靠性试验与环境试验异同
可靠性试验主要通过统计计算评价产 品的可靠度，是一种工程应用。 环境试验主要用于暴露各种环境条件 下产品的缺陷，是一种应用手段。 可靠性试验过程可以不加任何环境应 力 环境试验不考虑试验的样本数和抽样 数量 环境试验可以确定产品的极限应力 环境试验允许对产品进行加速试验
湿度应力对产品影响-1
器件分层
湿度应力对产品影响-2
腐蚀生锈
温湿度冲击对产品影响
爆米花 效应
温度冲击试验方法
常用GJB 150.5-86 温度冲击试验
试验温度： 高温70℃ 低温-55℃
试验温度保持时间：1h 转换时间：不大于5min 循环次数：3次 试验设备： 温度冲击箱— 单箱式或两箱式
可靠性评价
可靠度 失效率 平均无故障 工作时间 （MTBF）
要素
耐久性 可维修性 设计可靠性
可靠性发展
可靠性是战争的产物 是产品重要指标 是企业命脉
国内： 50年代建立环境试验性 试验基地 60年代提出可靠性问题 70年代开展可靠性研究 80年代可靠性系统工程
国外: 40年代重视可靠性 50年代调查分析、 统计试验 60年代失效分析， 强调环境试验的重 要性 70年代可靠性工程
1978年国产电视机MTBF500小时， 年返修率95%
可靠性发展三个阶段
事后检测
事先预防
事先控制
退化机理、退 化模型 失效机理、失 效模型 产品研发设计 静电防护 浪涌抑制 抗干扰技术
代表技术： 应力试验 试验评价（寿 命、失效率） 筛选 数据处理 质量检测
代表技术： 工艺流程控制 （Cpk） 统计过程管理 （Spc） 全面质量管理 （6σ）
交越频率
再现性
加速度谱密度
方均根值
振动试验严酷等级
振动试验应用
随机振动试验
冲击和碰撞试验
腐蚀试验简介
目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
加速寿命试验目的
利用较短的时间，少量的样品估计高可靠器件 的可靠性水平，用外推法快速预测器件在额定 或实际条件下的失效率。 短时间提供试验结果，检验器件设计、工艺 的改进效果，比较不同工艺和器件结构的利 弊。 短时间暴露器件或电路的失效形式，结合失 效分析、了解失效机理，纠正前期设计。
加速寿命范 围：元器件、 材料、机械 磨损？
合理制定筛选条件和试验规范，并提供试验数 据依据。
加速寿命试验理论依据
本质是原子 的活泼性！
加速寿命试验设计要素
加速寿命试验设计要素
பைடு நூலகம்
图估法应用例子
图估法应用例子
图估法应用例子
图估法应用例子
高加速寿命试验
HALT---Highly accelerated life test HASS---Highly accelerated stress screen
可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
振动试验分类
振动试验术语
振动特性由一种振动特征量变为另一种特征量 的频率。例如等位移-频率关系变为等加速度位移关系。 指不同的人在不同的试验室或不同场合下进 行试验时，得到的结果的一致性。不是指试 验与实际环境之间的再现性。 随机振动瞬间值无法预测，因此对随机振动 采用统计的方法即通过时域、幅值域、时差 域、频率域来描述。 描述一随机变量或一组数据在平均值周围的集 中程度，此值在随机振动中表示有效幅值的大 小，用单位g表示。
环境试验基本概念
环境条件 为保证产品有良 好的生产条件和有效 使用，对温度、湿度 、压力、振动、加速 度等几方面的环境特 征的要求。
环境应力 就是指外界各种环境 对产品的破坏力。快 速的温度变化、宽范 围的温差、强烈的振 动、冲击都是环境应 力的表现形式。
环境试验发展
模拟自然环境的变化： 温度、湿度交变、雨淋 加强的环境适应性试验： 提高温湿度的应力、模拟运输振动 针对失效机理进行特定的环境试验： 加速性试验、辐射试验、腐蚀、尘封 由单项试验向组合试验、综合试验试验发展： 多应力同时作用、真实模拟应用环境 环境试验与试验监测技术运用： 加速试验与快速评价技术；以退化为判据，数据 实时处理技术
目的
方法
效果
可靠性试验
可靠性试验是对 产品进行评价、验证 的各种试验。如增长、 筛选、验收、鉴定、 统计等。
可靠性试验与环境试验异同
环境试验是检验 产品对各种环境应力 的适应性，常用于快 速暴露产品缺陷的试 验，是可靠性试验的 主要技术手段。
环境试验类型
环境 试验类型
可靠性试验
民用：电老化 固有可靠性--设计、生产 使用可靠性--筛选
温度冲击与温度变化不同点
温度试验应用
美国：冷热温度冲击通常作为产品出厂前的一种筛选试验形式对 产品进行100%的全数检查。 日本：冷热冲击试验则作为加速可靠性试验的一种形式广泛应用 于产品开发的阶段（HALT）。 焊接工艺评估 连接件的评估 灌封材料的评估 新材料、新工艺的评估
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
什么是可靠性？
而这一百辆汽车自北京跑到 上海，途中有几辆出了故障， 这就是可靠性问题。 某厂生产的一百辆汽 车，经检验合格出厂了， 这就是质量
可靠性定义
GB6583
产品在规定的 条件下、在规定的 时间内完成规定的 功能的能力。
湿热试验
湿度的物 理现象
凝露、吸附、吸收、扩散、呼吸
水分子沿缝隙中气体的浓度梯度而运 动，扩散不依赖空气的宏观流动。
扩散
流动
水分子通过缝隙被空气流吸入。
由于空气压力和水汽分压力之差随缝 隙的深度而变化，使水气沿缝隙而流 动。即由于温度变化而使水气流动。
呼吸
湿热试验应用
湿热试验注意事项
目录
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温度试验10℃规则
民用铝电容L01000小时
温湿度试验方法标准
国标GB2421~4\GJB360与IEC是设备和元器件的通用标准； 军标GJB150\MIL810是设备环境试验标准； 行业标准是针对行业产品经过裁剪的标准； 标准不具备可比性，不能说哪个更好、更有效保证可靠性； 一般来说最严酷的环境试验标准是汽车工业和宇航的行业标准。
环境试验顺序影响
所谓试验顺序，就是指同一产品进行两种或两种以上的单因 素人工模拟试验时，应先进行什么试验，后进行什么试验。 试验顺序通常对试验结果是有影响的，如果选择不当会造成 试验结果不真实。甚至造成试验中断，所以必须合理的确定试 验顺序。
环境试验顺序
温度应力对产品影响-1
温度应力对产品影响-2
军品（任务）可靠性： 元器件筛选 组件、部件筛选 产品筛选
100%试验--影响寿命
我国环境特点
南方--潮热 北方--静电
筛 选 能 否 提 高 产 品 的 寿 命 和 固 有 可 靠 性？
产品组件各阶段试验
产品各阶段试验
目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
高加速寿命试验
高加速寿命试验方法
高加速应力筛选
HALT/HASS
目录
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可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
可靠性试验与环境试验异同
可靠性试验主要通过统计计算评价产 品的可靠度，是一种工程应用。 环境试验主要用于暴露各种环境条件 下产品的缺陷，是一种应用手段。 可靠性试验过程可以不加任何环境应 力 环境试验不考虑试验的样本数和抽样 数量 环境试验可以确定产品的极限应力 环境试验允许对产品进行加速试验
湿度应力对产品影响-1
器件分层
湿度应力对产品影响-2
腐蚀生锈
温湿度冲击对产品影响
爆米花 效应
温度冲击试验方法
常用GJB 150.5-86 温度冲击试验
试验温度： 高温70℃ 低温-55℃
试验温度保持时间：1h 转换时间：不大于5min 循环次数：3次 试验设备： 温度冲击箱— 单箱式或两箱式
可靠性评价
可靠度 失效率 平均无故障 工作时间 （MTBF）
要素
耐久性 可维修性 设计可靠性
可靠性发展
可靠性是战争的产物 是产品重要指标 是企业命脉
国内： 50年代建立环境试验性 试验基地 60年代提出可靠性问题 70年代开展可靠性研究 80年代可靠性系统工程
国外: 40年代重视可靠性 50年代调查分析、 统计试验 60年代失效分析， 强调环境试验的重 要性 70年代可靠性工程
1978年国产电视机MTBF500小时， 年返修率95%
可靠性发展三个阶段
事后检测
事先预防
事先控制
退化机理、退 化模型 失效机理、失 效模型 产品研发设计 静电防护 浪涌抑制 抗干扰技术
代表技术： 应力试验 试验评价（寿 命、失效率） 筛选 数据处理 质量检测
代表技术： 工艺流程控制 （Cpk） 统计过程管理 （Spc） 全面质量管理 （6σ）
交越频率
再现性
加速度谱密度
方均根值
振动试验严酷等级
振动试验应用
随机振动试验
冲击和碰撞试验
腐蚀试验简介
目录
1 2 3 4 5
可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
加速寿命试验目的
利用较短的时间，少量的样品估计高可靠器件 的可靠性水平，用外推法快速预测器件在额定 或实际条件下的失效率。 短时间提供试验结果，检验器件设计、工艺 的改进效果，比较不同工艺和器件结构的利 弊。 短时间暴露器件或电路的失效形式，结合失 效分析、了解失效机理，纠正前期设计。
加速寿命范 围：元器件、 材料、机械 磨损？
合理制定筛选条件和试验规范，并提供试验数 据依据。
加速寿命试验理论依据
本质是原子 的活泼性！
加速寿命试验设计要素
加速寿命试验设计要素
பைடு நூலகம்
图估法应用例子
图估法应用例子
图估法应用例子
图估法应用例子
高加速寿命试验
HALT---Highly accelerated life test HASS---Highly accelerated stress screen
可靠性技术发展 可靠性试验与环境试验关系 温湿度试验方法 振动试验方法 加速寿命试验
振动试验分类
振动试验术语
振动特性由一种振动特征量变为另一种特征量 的频率。例如等位移-频率关系变为等加速度位移关系。 指不同的人在不同的试验室或不同场合下进 行试验时，得到的结果的一致性。不是指试 验与实际环境之间的再现性。 随机振动瞬间值无法预测，因此对随机振动 采用统计的方法即通过时域、幅值域、时差 域、频率域来描述。 描述一随机变量或一组数据在平均值周围的集 中程度，此值在随机振动中表示有效幅值的大 小，用单位g表示。
环境试验基本概念
环境条件 为保证产品有良 好的生产条件和有效 使用，对温度、湿度 、压力、振动、加速 度等几方面的环境特 征的要求。
环境应力 就是指外界各种环境 对产品的破坏力。快 速的温度变化、宽范 围的温差、强烈的振 动、冲击都是环境应 力的表现形式。
环境试验发展
模拟自然环境的变化： 温度、湿度交变、雨淋 加强的环境适应性试验： 提高温湿度的应力、模拟运输振动 针对失效机理进行特定的环境试验： 加速性试验、辐射试验、腐蚀、尘封 由单项试验向组合试验、综合试验试验发展： 多应力同时作用、真实模拟应用环境 环境试验与试验监测技术运用： 加速试验与快速评价技术；以退化为判据，数据 实时处理技术
目的
方法
效果
可靠性试验
可靠性试验是对 产品进行评价、验证 的各种试验。如增长、 筛选、验收、鉴定、 统计等。
可靠性试验与环境试验异同
环境试验是检验 产品对各种环境应力 的适应性，常用于快 速暴露产品缺陷的试 验，是可靠性试验的 主要技术手段。
环境试验类型
环境 试验类型
可靠性试验
民用：电老化 固有可靠性--设计、生产 使用可靠性--筛选
温度冲击与温度变化不同点
温度试验应用
美国：冷热温度冲击通常作为产品出厂前的一种筛选试验形式对 产品进行100%的全数检查。 日本：冷热冲击试验则作为加速可靠性试验的一种形式广泛应用 于产品开发的阶段（HALT）。 焊接工艺评估 连接件的评估 灌封材料的评估 新材料、新工艺的评估