可靠性基础试验可靠性寿命试验可靠性加速寿命试验
可靠性基础试验可靠性寿命试验可靠性加速寿命试验(62页)
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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：
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品检中的产品寿命测试与可靠性验证
品检中的产品寿命测试与可靠性验证在品检过程中，为了保证产品的质量和可靠性，进行产品寿命测试和可靠性验证是至关重要的环节。
产品寿命测试旨在评估产品在特定使用条件下的寿命是否符合设计要求，而可靠性验证则是通过一系列的测试和分析，确定产品在实际使用过程中的可靠性水平。
产品寿命测试是通过模拟产品在正常使用条件下的使用寿命，定量评估产品的使用寿命是否达到设计要求。
测试过程中，会考虑产品所承受的环境因素、使用频率、负荷等多个因素。
通常会采用加速寿命试验的方法，通过提高环境条件或加大负荷来加速产品老化过程，以更快速地评估产品的寿命。
产品寿命测试包括两个主要方面：寿命试验和可靠性增量试验。
寿命试验是模拟产品在正常使用条件下的存在时间，以确认产品的设计目标是否能够得到满足。
可靠性增量试验是在寿命试验的基础上，进一步延长测试时间，以确定产品在更长时间内的可靠性。
在进行产品寿命测试时，需要选择合适的试验方法和参数。
试验方法可以根据产品的特性、使用环境和需求来确定，如可以采用加速老化试验、恒定负荷试验、振动寿命试验等。
试验参数则需要根据产品的设计要求和实际使用情况来确定，如温度、湿度、振动频率、电压等。
与产品寿命测试相补充的是可靠性验证，它是通过实际生产过程中的样本测试和统计分析来评估产品的可靠性水平。
可靠性验证包括可靠性试验、可靠性增量试验和可靠性生命试验。
可靠性试验是对产品进行一系列的功能测试、环境适应性测试、振动测试等，以确定产品在实际使用过程中的可靠性。
可靠性增量试验则是在可靠性试验的基础上，进一步延长测试时间，获取更多的可靠性数据。
可靠性生命试验是通过模拟特定使用条件下产品的使用寿命，以评估产品在实际使用过程中的可靠性。
产品寿命测试和可靠性验证的目的是为了保证产品在使用过程中的性能和可靠性，以提高产品的市场竞争力和用户满意度。
通过这些测试和验证，可以发现产品设计和制造过程中的问题，并及时进行改进和优化。
同时，还可以为产品的保修期和售后服务提供依据，提高终端用户的信任感和忠诚度。
可靠性工程师考试主要科目概览
可靠性工程师考试主要科目概览可靠性工程师考试涉及的考试科目通常涵盖了可靠性工程领域的多个方面，以确保考生具备全面的可靠性工程知识和技能。
根据中国质量协会（简称中质协）举办的CRE考试认证的相关资料，考试科目可以大致归纳为以下几个主要方面：一、可靠性基础理论●可靠性概论：包括可靠性工程的重要性、发展概况、基本概念、故障及失效的基本概念、产品可靠性度量参数、可靠性要求确定、产品故障率浴盆曲线等。
●可靠性数学基础：涉及概率论基础知识、可靠性常用的离散型分布（如二项分布、泊松分布）和连续型分布（如正态分布、指数分布、对数正态分布、威布尔分布）、可靠性参数的点估计和区间估计等。
二、可靠性设计与分析●可靠性建模：熟悉可靠性建模方法，包括各种可靠性模型的构建和应用。
●可靠性预计与分配：掌握常用可靠性预计和分配方法，确保产品在设计阶段就具备预期的可靠性水平。
●失效模式与影响分析：包括潜在失效模式影响及危害性分析（FMEA）、失效树分析（FTA）等，用于识别产品设计和制造过程中的潜在失效模式及其影响。
●可靠性设计准则：熟悉各种可靠性设计准则，如降额设计、热设计、耐环境设计等，以提高产品的可靠性。
三、可靠性试验与评价●可靠性试验基本概念：了解不同类型的可靠性试验，包括环境应力筛选试验（ESS）、可靠性增长试验（TAAF）、寿命试验和加速寿命试验（ALT）等。
●可靠性鉴定与验收试验：掌握可靠性鉴定试验和验收试验的方法和流程，确保产品满足规定的可靠性要求。
四、软件可靠性与人-机可靠性●软件可靠性：包括软件可靠性的基本概念、失效原因、设计方法及验证等。
●人-机可靠性：涉及人-机可靠性基本概念、人为差错概念及人-机可靠性设计基本方法等。
五、数据收集、处理与应用●数据类型与收集：熟悉数据类型、来源及收集方法。
●数据处理与评估：掌握数据的处理与评估技术，以支持可靠性分析和决策。
●数据管理及应用：了解数据管理的基本原则和应用场景。
可靠性试验包括哪些
可靠性试验包括哪些1. 引言可靠性试验是评估和验证产品、系统或设备在特定条件下的稳定性和可靠性的过程。
通过进行可靠性试验，可以评估产品在正常使用情况下的寿命、故障率、可用性和可靠性等指标。
本文将介绍几种常见的可靠性试验方法。
2. 寿命试验寿命试验是一种常见的可靠性试验方法，通过将产品在特定条件下加速使用，以评估其在实际使用中的寿命。
寿命试验通常需要在加速条件（例如高温、高湿度、高压力等）下对产品进行长时间运行，并记录产品的故障率和寿命数据。
通过对试验数据的分析，可以估计产品在正常使用情况下的寿命。
3. 环境试验环境试验是一种对产品在不同环境条件下的可靠性进行评估的方法。
环境试验可以包括高温试验、低温试验、温度循环试验、湿热试验等。
这些试验旨在模拟产品在实际使用中可能遇到的不同环境条件，以评估产品在不同环境条件下的可靠性和稳定性。
4. 动态负载试验动态负载试验是一种通过对产品施加动态负载来评估其在不同工作状态下的可靠性的方法。
在动态负载试验中，产品会被持续工作，并在不同负载条件下进行测试。
通过观察产品在不同负载下的性能和可靠性变化，可以评估产品在实际使用中的可靠性。
5. 故障模式和影响分析（FMEA）故障模式和影响分析（FMEA）是一种通过系统性地识别和分析潜在故障模式，评估其对系统性能和可靠性的影响的方法。
FMEA通过对系统设计和功能进行全面的分析，识别可能发生的故障模式，并评估这些故障对系统性能和可靠性的潜在影响。
通过FMEA可以帮助设计和开发团队在系统设计阶段排除潜在的故障和缺陷，提高产品的可靠性。
6. 可靠性增长试验可靠性增长试验是一种通过对产品进行连续运行和监测来评估产品可靠性增长情况的方法。
在可靠性增长试验中，产品会在实际使用条件下连续运行一段时间，并进行定期的监测和维护。
通过对试验期间的故障和维修情况进行分析，可以评估产品可靠性的增长情况，及时发现和修复潜在问题。
7. 可靠性验证试验可靠性验证试验是一种通过对产品进行真实场景下的测试和验证来评估产品可靠性的方法。
可靠性评价中的寿命试验方法分析
可靠性评价中的寿命试验方法分析I. 引言- 寿命试验的重要性和背景- 寿命试验的种类和目的II. 寿命试验方法的分类- 基础寿命试验方法- 加速寿命试验方法- 特殊寿命试验方法III. 基础寿命试验方法分析- 负荷寿命试验方法- 时间寿命试验方法- 经验寿命试验方法IV. 加速寿命试验方法分析- 热应力加速寿命试验方法- 电应力加速寿命试验方法- 化学应力加速寿命试验方法V. 特殊寿命试验方法分析- 特殊材料的寿命试验方法- 特殊环境下的寿命试验方法- 特殊设备的寿命试验方法VI. 结论与展望- 不同寿命试验方法的优缺点比较- 未来寿命试验方法的发展趋势注：该提纲仅供参考，具体可根据论文要求和内容进行调整。
第一章引言在现代工业中，许多设备的安全和可靠性是至关重要的。
为了提高设备的可靠性，进行寿命试验是必不可少的。
通过寿命试验可以发现设备在使用过程中可能出现的问题和故障，进而采取措施提高设备的可靠性。
本文主要介绍寿命试验中的方法分类以及基础寿命试验方法的分析。
第二章寿命试验方法的分类在进行寿命试验前，需要根据设备的特点和试验目的选择相应的寿命试验方法。
根据加速因素的不同，寿命试验方法可以分为基础寿命试验方法和加速寿命试验方法。
特殊寿命试验方法则是在特殊应用场景中应用，如特殊材料的应用、特殊环境下的使用等。
1. 基础寿命试验方法基础寿命试验方法是指在正常使用情况下进行的寿命试验，主要通过观察和记录设备在正常使用过程中的表现来判断设备的寿命。
基础寿命试验方法可以分为负荷寿命试验方法、时间寿命试验方法和经验寿命试验方法。
负荷寿命试验方法是指在设备正常使用情况下，对设备进行正常负载测试，通过观察设备在正常负载条件下的表现，判断设备的寿命。
时间寿命试验方法是指以设备正常使用时间为依据进行寿命试验。
设备在达到设定的使用时间后停止运转，在比对其运行状态和故障情况来判断设备的寿命。
经验寿命试验方法是指在设备正常使用情况下，通过经验积累来判断设备的寿命。
可靠性测试方法
可靠性测试方法可靠性测试是一种用来评估产品或系统在特定条件下能否保持其功能性能的测试方法。
在工程领域，可靠性是一个非常重要的指标，它直接关系到产品的质量和持久性。
因此，对产品进行可靠性测试是非常必要的。
下面将介绍几种常见的可靠性测试方法。
1. 加速寿命试验。
加速寿命试验是一种通过提高环境条件（如温度、湿度等）来加速产品老化过程的测试方法。
通过这种方法，可以在较短的时间内模拟出产品在长期使用过程中可能出现的问题，从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以快速获取产品的可靠性信息，但缺点是可能会导致测试结果与实际使用情况有所偏差。
2. 寿命试验。
寿命试验是一种通过长时间的实际使用来评估产品可靠性的测试方法。
通过这种方法，可以更真实地模拟出产品在实际使用过程中可能遇到的问题，从而更准确地评估产品的可靠性。
这种方法的优点是测试结果更接近实际情况，但缺点是需要较长的测试时间。
3. 应力试验。
应力试验是一种通过对产品施加一定的应力（如机械应力、电气应力等）来评估产品可靠性的测试方法。
通过这种方法，可以直接观察产品在受到应力作用时的表现，从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以直接观察产品在应力作用下的表现，但缺点是可能无法全面覆盖产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况。
4. 故障模式与效应分析（FMEA）。
FMEA是一种通过分析产品可能出现的故障模式及其对系统的影响来评估产品可靠性的方法。
通过这种方法，可以对产品可能出现的各种故障进行系统性的分析，从而评估产品的可靠性。
这种方法的优点是可以全面地分析产品可能出现的各种故障情况，但缺点是可能无法完全覆盖产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况。
综上所述，可靠性测试是评估产品可靠性的重要手段，不同的测试方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的方法进行测试。
在进行可靠性测试时，需要充分考虑产品的实际使用情况，尽可能模拟出产品在实际使用过程中可能遇到的各种情况，从而更准确地评估产品的可靠性。
可靠性试验及加速寿命试验技术
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
设某产品的批量为N，在t=o时刻出厂并投入工作。到t
时刻，大体上还有NR(t)个产品还在正常工作。到 t＋t
时刻，大体上还有个产品还在正常工作。亦即在（t,t t）
时间间隔内出故障的产品有
N[Rt R（t t）] NRT t
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
因 此 ， 严 格 的 定 义 如 GJB451 ， 2.2.1 条 。 故障：产品或产品的一部分不能或将不能完成 预定功能的事件和状态。加进产品的一部分， 就把基本可靠性的要求包含进去。
一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
可靠性工程离不开故障：如果换一个角度讲，可靠 性工程就是“故障工程”。也就是说如果没有故障就不 存在可靠性。
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
称p为产品的“不可靠性”，即产品在时间t内的累积 故障概率。
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一、可靠性基本概念（定义）
（二）有关故障的定义及描述
通常我们把故障理解成产品丧失规定功能，对 于不可修复的产品称“失效”。但是仔细的推敲， 这样的定义与基本可靠性定义对应不上。因为对于 有冗余或替代工作的设计，允许内部的基本部分失 效或出故障而仍然能完成规定功能。
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：
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。
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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
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；
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。
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。
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)
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
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
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
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)
,
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
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
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
效标准
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)
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