【正文】 發(fā)，我們把它分為可靠性工程試驗(yàn)和可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)兩大類，每類試驗(yàn)又包括幾種試驗(yàn)項(xiàng)目。工程試驗(yàn)的出發(fā)點(diǎn)是：儘量徹底地暴露產(chǎn)品的問題、缺陷，並採(cǎi)取措施糾正，再驗(yàn)證問題得到解決、缺陷得到消除與否。其目的是為了驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合規(guī)定的可靠性要求，由承制方根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和研製生產(chǎn)進(jìn)度制訂方案和計(jì)畫，經(jīng)定購(gòu)方認(rèn)可；重點(diǎn)型號(hào)裝備的驗(yàn)證試驗(yàn)方案還需報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)批準(zhǔn)，由有關(guān)各方組織聯(lián)合試驗(yàn)小組。3 試驗(yàn)安排　　在安排試驗(yàn)計(jì)畫時(shí)，應(yīng)將可靠性試驗(yàn)與性能試驗(yàn)、環(huán)境應(yīng)力和耐久性試驗(yàn)盡可能地結(jié)合起來，構(gòu)成比較全面的可靠性綜合試驗(yàn)計(jì)畫?！　∫謩e測(cè)量記錄試驗(yàn)前（標(biāo)準(zhǔn)條件）、試驗(yàn)中（試驗(yàn)條件）、試驗(yàn)後（標(biāo)準(zhǔn)條件）的性能，以便進(jìn)行比較。　　(3) 耐久性試驗(yàn)一般包括環(huán)境試驗(yàn)、過負(fù)荷試驗(yàn)、類比或接近環(huán)境剖面的迴圈試驗(yàn)。試驗(yàn)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。如接插件作靜態(tài)壽命試驗(yàn)時(shí)忽略了振動(dòng)應(yīng)力，致使現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)故障頻繁。 (3) 模擬壽命剖面的試驗(yàn)，希望試驗(yàn)得到的可靠性與使用中的可靠性相一致。 裝備可靠性評(píng)估 測(cè)定產(chǎn)品可靠性定量指標(biāo)，提供各種資訊，作出產(chǎn)品的可靠性評(píng)估，是管理工作所要求的。只憑試驗(yàn)結(jié)果就對(duì)裝備的可靠性水準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估,信息量可能不夠，往往要結(jié)合製造和使用的其他資訊進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，才能使用戶放心。試驗(yàn)管理工作要圍繞研製生產(chǎn)的產(chǎn)品確定試驗(yàn)專案、明確在何時(shí)進(jìn)行、由何部門組織哪些人參加和實(shí)施、採(cǎi)用何種試驗(yàn)手段、試驗(yàn)方案和計(jì)畫由誰(shuí)制訂和批準(zhǔn)，試驗(yàn)情況的記錄和處置，試驗(yàn)結(jié)果的處理等。第二章 環(huán)境應(yīng)力篩選1 環(huán)境應(yīng)力篩選的目的和原理 環(huán)境應(yīng)力篩選的目的 環(huán)境應(yīng)力篩選的目的在於發(fā)現(xiàn)和排除產(chǎn)品的早期失效，使其在出廠時(shí)便進(jìn)入隨機(jī)失效階段，以固有的可靠性水準(zhǔn)交付用戶使用。因此，環(huán)境應(yīng)力篩選又可看作是產(chǎn)品品質(zhì)控制檢查和測(cè)試過程的延伸。 絕大多數(shù)電子裝備的失效都稱為故障。 致命缺陷是指對(duì)設(shè)備的使用、維修、運(yùn)輸、保管等人員會(huì)造成危害或不安全的缺陷，或可能妨礙某些重要裝備（如艦艇、坦克、大型火炮、飛機(jī)、導(dǎo)彈等）的戰(zhàn)術(shù)性能的缺陷。 承制單位的品質(zhì)檢驗(yàn)人員對(duì)大多數(shù)可視缺陷都可以發(fā)現(xiàn)並交有關(guān)部門排除，唯有不可視缺陷需要進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選或其他方法才能被發(fā)現(xiàn)，否則影響產(chǎn)品可靠性。 定量篩選是要求篩選的結(jié)果與產(chǎn)品的可靠性目標(biāo)和成本閾值建立定量關(guān)係的篩選。 在進(jìn)行定量篩選之前，首先要按照可靠性要求確定殘留缺陷密度的目標(biāo)值D RG，然後通過適當(dāng)?shù)剡x擇篩選應(yīng)力種類及其量值的大小、檢測(cè)方法、篩選所在等級(jí)等參數(shù)設(shè)計(jì)篩選大綱。 篩選故障率計(jì)算 恒定高溫篩選時(shí)缺陷的故障率運(yùn)算式如下：　　λ D ＝[－ln(1－SS)]/t 　 (234)式中：λ D ——故障率，次／小時(shí)；　　　SS——篩選度。 溫度迴圈應(yīng)力篩選度計(jì)算　　　 SS＝1－exp－(R＋) [Ln(e＋v)] 3 ． N (235) 式中：R=T u－T L ，——溫度變化範(fàn)圍，℃； 　T u ——上限溫度，℃；　 T L ——下限溫度，℃；　 V ——溫度變化速率，℃／min；　 　 N ——迴圈次數(shù)；　 e =，——自然對(duì)數(shù)的底。 溫度迴圈應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響 使塗層、材料或線頭上各種微細(xì)裂紋擴(kuò)大；使粘接不好的接頭鬆馳；使螺釘連接或鉚接不當(dāng)?shù)慕宇^鬆馳；使機(jī)械張力不足的壓配接頭鬆馳；使品質(zhì)差的焊點(diǎn)接觸電阻加大或開路；粒子污染；密封失效。 掃頻正弦振動(dòng)應(yīng)力的故障率　　　　λ D = [－L n (1－SS ) ] / t (238)式中：λ D —故障率，次／h； SS—篩選度；　　　t—時(shí)間，h。 。表235 隨機(jī)振動(dòng)篩選度和故障率時(shí)間 加 速 度 均 方 根 值 (g)min 5 .007 .023 .045 .012 .104 .140 .178 .218 .260 .303 .346 .389 .431 .47810 .014 .045 .088 .140 .198 .260 .324 .389 .452 .514 .572 .627 .677 .72315 .021 .067 .129 .202 .282 .363 .444 .522 .595 .661 .720 .772 .816 .85420 .028 .088 .168 .260 .356 .452 .543 .626 .700 .764 .817 .861 .896 .92325 .035 .109 .206 .314 .424 .529 .625 .708 .778 .835 .880 .915 .941 .95930 .041 .129 .241 .363 .484 .595 .691 .772 .836 .885 .922 .948 .966 .97935 .048 .149 .275 .409 .538 .651 .746 .882 .878 .920 .949 .968 .981 .98940 .055 .168 .308 .452 .586 .700 .791 .860 .910 .944 .966 .981 .989 .99445 .061 .187 .339 .492 .629 .742 .829 .891 .933 .961 .978 .988 .994 .99750 .068 .205 .369 .529 .668 .778 .859 .915 .951 .973 .986 .993 .996 .998加速度功率譜 密度 g 2/Hz +3db/oct －3db/oct A1 A2 A3 頻率H Z 0 20 80 350 2022 隨機(jī)振動(dòng)譜示意55 .074 .224 .397 .563 .702 .809 .884 .938 .964 .981 .991 .996 .998 .99960 .081 .241 .424 .595 .734 .836 .905 .948 .973 .987 .994 .997 .999 λD .084 .276 .552 .903 隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響 隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力激發(fā)的故障模式或影響與正弦掃頻振動(dòng)應(yīng)力相同，但故障機(jī)理更複雜，發(fā)展故障的速度要比掃頻正弦振動(dòng)應(yīng)力快得多，這是由於隨機(jī)振動(dòng)能同時(shí)激勵(lì)許多共振點(diǎn)的作用結(jié)果。如果按有些產(chǎn)品以45℃(溫度增量為20℃)高溫進(jìn)行老煉篩選的話，需要平均老煉100小時(shí)才能暴露1個(gè)缺陷。由表232可查得溫度範(fàn)圍為180℃、迴圈次數(shù)為溫度變化速率為20℃/min時(shí)。 c) 溫度應(yīng)力的比較 由上分析可知，溫度變化範(fàn)圍為80℃、溫度變化速率為5℃/min的溫度迴圈應(yīng)力的故障率是溫度增量為80℃的恒定高溫應(yīng)力的2倍多()?！　榱诉M(jìn)一步提高溫度迴圈應(yīng)力的篩選效率，可以通過提高溫度變化率的應(yīng)力參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。為了提高篩選效率、減少篩選對(duì)產(chǎn)品壽命的影響，提高溫變速率是最好的方法，為此而增加投入也是適宜的。掃頻正弦振動(dòng)臺(tái)和隨機(jī)振動(dòng)臺(tái)都可以作為振動(dòng)環(huán)境應(yīng)力篩選的設(shè)備，但由表234和表235的資料可以比較它們的故障率(即篩選效率)。表236 篩選應(yīng)力效果對(duì)比項(xiàng) 目 恒溫45℃ 恒溫105℃ 交變80℃5℃/min交變80℃20℃/min掃頻 7g5min隨機(jī) rms7g5/minSS 中等 高 λ D(1/h) H/次故障 100 42 5 2 ()影響壽命 較大 較大 基本不影響 不影響 不影響 不影響試驗(yàn)設(shè)備造價(jià) 低 低 較低 較高 低 較高　　當(dāng)然，只有隨機(jī)振動(dòng)控制設(shè)備和與之配套的電磁振動(dòng)臺(tái)才能提供隨機(jī)振動(dòng)應(yīng)力，其設(shè)備價(jià)格要比掃頻振動(dòng)臺(tái)昂貴，但是為了提高篩選效率，最大限度地消除早期故障，這個(gè)投入還是合算的。 d) 定量環(huán)境應(yīng)力篩選，需要採(cǎi)用振動(dòng)應(yīng)力，其中又可以採(cǎi)用掃頻正弦振動(dòng)或隨機(jī)振動(dòng)方式，但從篩選效率對(duì)比可知，隨機(jī)振動(dòng)方式是最佳的應(yīng)力。 研製階段的篩選 研製階段一般按照經(jīng)驗(yàn)得到的篩選方法進(jìn)行常規(guī)篩選.，其主要作用是：一方面用於收集產(chǎn)品中可能存在的缺陷類型、數(shù)量及篩選方法效果等資訊；另一方面，在可靠性增長(zhǎng)和工程研製試驗(yàn)前進(jìn)行了常規(guī)試驗(yàn)，可節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間和資金；同時(shí)利於設(shè)計(jì)成熟快捷的研製試驗(yàn)方法。 設(shè)計(jì)依據(jù) 依據(jù)產(chǎn)品缺陷確定篩選應(yīng)力.. 影響產(chǎn)品缺陷數(shù)量的因素 如前所述，產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和製造過程引入的缺陷主要是：設(shè)計(jì)缺陷、工藝缺陷、元器件缺陷。 影響產(chǎn)品缺陷數(shù)量的主要因素有： 產(chǎn)品的複雜程度。元器件品質(zhì)水準(zhǔn)是裝備缺陷的主要來源，元器件品質(zhì)水準(zhǔn)包括品質(zhì)等級(jí)和缺陷率指標(biāo)兩個(gè)方面，後者用PPM表示，一般生產(chǎn)廠要在說明書中表示。 設(shè)計(jì)和工藝成熟程度。製造程序控制主要是品質(zhì)控制，包括採(cǎi)用先進(jìn)的工藝品質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)和管理制度，管理控制得越嚴(yán)格，引入缺陷的機(jī)會(huì)就越少。常用的應(yīng)力所能發(fā)現(xiàn)的典型缺陷見表241。表242是不同裝備在單元或模組組裝等級(jí)進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選暴露的缺陷比例，反映了缺陷的分佈情況，可作參考。一般裝備分成設(shè)備或系統(tǒng)級(jí)（包括電纜和採(cǎi)購(gòu)的單元）、單元級(jí)（包括採(cǎi)購(gòu)的元件和佈線）、元件級(jí)（包括印製電路板和佈線）、元器件等4個(gè)級(jí)別。其缺點(diǎn)是：由於不通電，難以檢測(cè)性能，篩選尋找故障的效率低；如果改成通電篩選檢測(cè)，需要專門設(shè)計(jì)設(shè)備，成本高；不能篩選出該組裝等級(jí)以上的組裝引入的缺陷。給產(chǎn)品施加應(yīng)力把潛在缺陷變成明顯的故障後，能否準(zhǔn)確定位和消除,就要取決於檢測(cè)手段及其能力。表243 不同組裝等級(jí)情況的檢測(cè)效率組裝等級(jí) 測(cè)試方式 檢測(cè)效率組件 生產(chǎn)線工序間合格測(cè)試 組件 生產(chǎn)線電路測(cè)試 組件 高性能自動(dòng)測(cè)試 單元 性能合格鑒定測(cè)試 單元 工廠檢測(cè)測(cè)試 單元 最終驗(yàn)收測(cè)試 系統(tǒng) 線上性能監(jiān)測(cè)測(cè)試 系統(tǒng) 工廠檢測(cè)測(cè)試 系統(tǒng) 定購(gòu)方最終驗(yàn)收測(cè)試 表244 不同測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)效率範(fàn)圍(%)電 路類 型負(fù)載板短路測(cè)試(LBS)電路分析儀(ICT)電路測(cè)試儀(ICT)功能板測(cè)試儀(FBT)數(shù)字式 45～65 50～75 85～94 90～98模擬式 35～55 70～2 90～96 80～90混合式 40～0 60～0 87～94 83～95 元器件缺陷率的確定 確定環(huán)境應(yīng)力篩選的定量目標(biāo)必須確定產(chǎn)品的元器件缺陷率。 試驗(yàn)驗(yàn)證法 當(dāng)所用的元器件品質(zhì)等級(jí)無(wú)法從手冊(cè)中查得缺陷率資料時(shí)，可根據(jù)GJB/Z34《電子產(chǎn)品定量環(huán)境應(yīng)力篩選指南》提供的方法對(duì)元器件進(jìn)行抽樣篩選，處理試驗(yàn)資料獲得該元器件的缺陷率。 b) 計(jì)算公式 失效率與品質(zhì)係數(shù)成正比的元器件，其缺陷率為 DPC=(π Q2/ π Q1 )DPO =(π Q2/ π Q1 )(Dpfo+Dpuo) (241)式中： D PC——要計(jì)算的缺陷率，PPM； DPO——已知品質(zhì)等級(jí)元器件的總?cè)毕萋剩琍PM； π Q1——已知品質(zhì)等級(jí)元器件的品質(zhì)係數(shù)，可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中查得； π Q2——要計(jì)算其缺陷率的品質(zhì)等級(jí)元器件的品質(zhì)係數(shù)，可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查得； Dpfo——已知品質(zhì)等級(jí)元器件工廠缺陷率，PPM； Dpuo——已知品質(zhì)等級(jí)元器件現(xiàn)場(chǎng)使用中發(fā)現(xiàn)的缺陷率，PPM。 求取缺陷率所處環(huán)境相應(yīng)的環(huán)境係數(shù)π E2。 b) 確定失效率模型 半導(dǎo)體積體電路失效模型為： λ P=π Q[C1π Tπ Vπ PT＋(C 2＋C 3)π E]π L (243)式中：λ P——工作失效率； π Q——品質(zhì)係數(shù)； π T——溫度應(yīng)力係數(shù)； π V——電應(yīng)力係數(shù)； π E——環(huán)境係數(shù)； C1，C 2——電路複雜度失效率； C3——封裝複雜度失效率； π L——器材成熟係數(shù)； π PT可編程工藝係數(shù)，除可編程式的唯讀記憶體外，其餘為一。 d) 示例 已知：進(jìn)口積體電路的品質(zhì)等級(jí)為C－1，統(tǒng)計(jì)的積體電路數(shù)量N為624087個(gè)，統(tǒng)計(jì)的工廠缺陷率 Dpf為160PPM，現(xiàn)場(chǎng)總工作時(shí)間T為858010 6h，10 －6 /h；求?。涸撈焚|(zhì)等級(jí)積體電路的失效率計(jì)算公式和缺陷率計(jì)算公式。 此式求解的缺陷率是指某品質(zhì)等級(jí)的該類元器件在某種環(huán)境條件下的缺陷率，如果要求解的元器件是在不同環(huán)境條件和不同品質(zhì)等級(jí)的缺陷率，則可用本節(jié)相應(yīng)的其他方法求解。 步驟： DPC=DPOλ ２ / λ 1 =106(106/106) =(160+)