電子產(chǎn)品可靠性試驗

1、1電子產(chǎn)品可靠性試驗第一章可靠性試驗概述1電子產(chǎn)品可靠性試驗的目的可靠性試驗是對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性調(diào)查、分析和評價的一種手段。試驗結(jié)果為故障分析、研究采取的糾正措施、判斷產(chǎn)品是否達(dá)到指標(biāo)要求提供依據(jù)。具體目的有：(1)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計、元器件、零部件、原材料和工藝等方面的各種缺陷；(2)為改善產(chǎn)品的完好性、提高任務(wù)成功性、減少維修人力費用和保障費用提供信息；(3)確認(rèn)是否符合可靠性定量要求。為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)情況可進(jìn)行實驗室試驗或現(xiàn)場試驗。

2、實驗室試驗是通過一定方式的模擬試驗，試驗剖面要盡量符合使用的環(huán)境剖面，但不受場地的制約，可在產(chǎn)品研制、開發(fā)、生產(chǎn)、使用的各個階段進(jìn)行。具有環(huán)境應(yīng)力的典型性、數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性、記錄的完整性等特點。通過試驗可以不斷地加深對產(chǎn)品可靠性的認(rèn)識，并可為改進(jìn)產(chǎn)品可靠性提供依據(jù)和驗證?，F(xiàn)場試驗是產(chǎn)品在使用現(xiàn)場的試驗，試驗剖面真實但不受控，因而不具有典型性。因此，必須記錄分析現(xiàn)場的環(huán)境條件、測量、故障、維修等因素的影響，即便如此，要從現(xiàn)場試驗中獲得及時

3、的可靠性評價信息仍然困難，除非用若干臺設(shè)備置于現(xiàn)場使用直至用壞，忠實記錄故障信息后才有可能確切地評價其可靠性。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模龐大、在實驗室難以進(jìn)行試驗時，則樣機(jī)及小批產(chǎn)品的現(xiàn)場可靠性試驗有重要意義。2可靠性試驗的分類2.1電子裝備壽命期的失效分布目前我們認(rèn)為電子裝備壽命期的典型失效分布符合“浴盆曲線”，可以劃分為三段：早期失效段、恒定（隨機(jī)或偶然）失效段、耗損失效段。可參閱圖1.2.1。早期失效段，也稱早期故障階段。早期失效出現(xiàn)在產(chǎn)品壽命的

4、較早時期，產(chǎn)品裝配完成即進(jìn)入早期失效期，其特點是故障率較高，且隨工作時間的增加迅速下降。早期故障主要是由于制造工藝缺陷和設(shè)計缺陷暴露產(chǎn)生，例如原材料缺陷引起絕緣不良，焊接缺陷引起虛焊，裝配和調(diào)整不當(dāng)引起參數(shù)漂移，元器件缺陷引起性能失效等。早期失效可通過加強(qiáng)原材料和元器件的檢驗、工藝檢驗、不同級別的環(huán)境應(yīng)力篩選等嚴(yán)格的質(zhì)量管理措施加以暴露和排除。恒定失效段，也稱偶然失效段，其故障由裝備內(nèi)部元器件、零部件的隨機(jī)性失效引起，其特點是故障率低，

5、比較穩(wěn)定，因此是裝備主要工作時段。耗損失效段，其特點是故障率迅速上升，導(dǎo)致維修費用劇增，因而報廢。其故障原因主要是結(jié)構(gòu)件、元器件的磨損、疲勞、老化、損耗等引起。2.2試驗類型及其分布曲線的變化針對電子裝備壽命期失效分布的三個階段，人們在設(shè)計制造和使用裝備時便有針對地采取措施，以提高可靠性和降低壽命周期的費用。在設(shè)計制造階段，要盡量減少設(shè)計缺陷和制造缺陷，即便如此仍然會存在早期失效和隨機(jī)失效。為此，承制方需要運用工程試驗的手段來暴露和消除

6、早期失效，降低隨機(jī)失效的固有水平。通過這些措施，可以改變產(chǎn)品的壽命分布曲線的形狀，可參閱圖1.2.2。在耗損階段，用戶可通過維修和局部更新的手段延長裝備的使用壽命。圖1.2.2示意了兩組產(chǎn)品壽命失效率分布曲線，圖中表明產(chǎn)品B的可靠性水平比產(chǎn)品A的優(yōu)良，因為B的恒定失效率比A的低，B的早期失效段比A的短。如果曲線A和B是同一種產(chǎn)品的不同階段的失效率分布，則表明該產(chǎn)品經(jīng)過了可靠性增長試驗，取得成效，因此曲線B的恒定失效率大為降低。失效率早期

7、耗損失效偶然失效段失效時間圖1.2.1電子裝備壽命期失效分布的浴盆曲線示意3生的問題都要作出分析并采取糾正措施。然后對改進(jìn)后的產(chǎn)品再作試驗，以證明問題是否已經(jīng)解決。4試驗評估4.1試驗條件的評估試驗條件和步驟、方法都要盡可能模擬產(chǎn)品的壽命剖面和任務(wù)剖面，使試驗具有真實性。試驗的目的是暴露在使用環(huán)境下才能發(fā)生的問題、故障和缺陷。如果試驗只能暴露一部分問題，這是在浪費時間和資源。試驗?zāi)M的程度，取決于試驗?zāi)康摹?1)試驗真實性不高的原因可能

8、是忽視了某些應(yīng)力。如接插件作靜態(tài)壽命試驗時忽略了振動應(yīng)力，致使現(xiàn)場使用時故障頻繁。(2)暴露缺陷的試驗，施加的應(yīng)力高于使用應(yīng)力也是合適的?！斑^應(yīng)力”試驗一般用于工程可靠性試驗，如老煉試驗、篩選、研制階段的可靠性增長試驗等。這些屬于加速試驗特性，可盡早暴露產(chǎn)品潛藏的薄弱環(huán)節(jié)，采取措施糾正之。(3)模擬壽命剖面的試驗，希望試驗得到的可靠性與使用中的可靠性相一致。然而模擬的條件與使用的真實條件總是有差異的。在多數(shù)情況下，用恒定應(yīng)力條件作壽命試

9、驗，效果不好。因此要設(shè)計綜合應(yīng)力的循環(huán)周期的試驗剖面，使之比較接近使用條件。4.2裝備可靠性評估測定產(chǎn)品可靠性定量指標(biāo)，提供各種信息，作出產(chǎn)品的可靠性評估，是管理工作所要求的?？煽啃灾笜?biāo)的點估計值和置信區(qū)間估計，是產(chǎn)、購雙方對產(chǎn)品壽命期費用決策的重要信息?？煽啃灾笜?biāo)的點估計值和置信區(qū)間估計的依據(jù)是試驗數(shù)據(jù)。試驗數(shù)據(jù)的具體處理方法在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。只憑試驗結(jié)果就對裝備的可靠性水平進(jìn)行評估信息量可能不夠，往往要結(jié)合制造和使用的其它信息進(jìn)行綜

10、合評價，才能使用戶放心。5試驗管理從研制生產(chǎn)到交付部隊使用，要進(jìn)行多項與可靠性有關(guān)的試驗。為了確保達(dá)到用戶提出的要求，遵守交付周期，節(jié)省資源，加強(qiáng)管理是十分必要的。試驗管理的目的是為了提高試驗成效、確保產(chǎn)品可靠性大綱的效果，管理的任務(wù)主要是制訂和落實試驗計劃，因此要多安排綜合試驗，常用的方法是組織、協(xié)調(diào)、督促。試驗管理工作要圍繞研制生產(chǎn)的產(chǎn)品確定試驗項目、明確在何時進(jìn)行、由何部門組織哪些人參加和實施、采用何種試驗手段、試驗方案和計劃由誰

11、制訂和批準(zhǔn)，試驗情況的記錄和處置，試驗結(jié)果的處理等。綜合的可靠性試驗計劃一般包括以下內(nèi)容：(1)確定裝備的可靠性要求；(2)規(guī)定可靠性試驗的應(yīng)力條件；(3)規(guī)定試驗進(jìn)度計劃；(4)詳細(xì)的可靠性試驗方案；(5)試驗操作程序；(6)受試產(chǎn)品的說明和性能監(jiān)測要求；(7)試驗設(shè)備和監(jiān)測儀器；(8)試驗記錄和試驗數(shù)據(jù)的處理方法；(9)試驗報告的內(nèi)容。試驗管理除了計劃管理之外，還包括試驗費用的管理，為保證研制工作進(jìn)度和避免追加費用，試驗工作的重點應(yīng)