【正文】 的延伸 。如果某產(chǎn)品內(nèi)部有瞬時的熱梯度（溫度不均勻性），或產(chǎn)品內(nèi)部鄰接材料的 熱膨脹系數(shù)不匹配 ，則這些熱應(yīng)力和應(yīng)變將會加劇。 如果沒有經(jīng)過適當(dāng)?shù)? ESS 處理 ，則會在使用 初期漸漸 地出現(xiàn)，使產(chǎn)品發(fā)生失效。 (2)潛在疵病 (latent quality defects) 也是由于制程中材料或工藝不良而產(chǎn)生，但 必須外加應(yīng)力 ， 才能使 缺陷提早暴露出來的產(chǎn)品疵病。 暴露 產(chǎn)品固有的以及生產(chǎn)、工藝過程引進和那些一般在正常質(zhì)量檢驗和實驗過程中不會出現(xiàn)的缺陷。 （ 3）降低產(chǎn)品失效 退修或報廢 的機率，節(jié)省產(chǎn)品制造和維修整體成本。通常以篩選淘汰率 Q和篩選效果 β值來評價篩選方法的優(yōu)劣：合理的篩選方法應(yīng)該是 β值較大，而 Q值適中。 √ 不能提高產(chǎn)品的固有可靠性 可提高 合格品的總的可靠性 水平，不能 提高每個產(chǎn)品的 壽命 。 通過 在產(chǎn)品上施加一定的環(huán)境應(yīng)力，以剔除由不良元器件、零部件或工藝缺陷引起的產(chǎn)品早期故障的一種工序或方法 。環(huán)境應(yīng)力篩選是一種利用環(huán)境應(yīng)力進行產(chǎn)品質(zhì)量管理的程序，其主要目的是利用特定且 低于 產(chǎn)品設(shè)計強度的環(huán)境應(yīng)力，使產(chǎn)品潛在的疵病提早暴露出來而加以剔除， 使出廠 產(chǎn)品其有穩(wěn)定的設(shè)計質(zhì)量，避免在正常使用時因這類疵病的存在而 發(fā)生失效 ，減少維修成本及因失效引起的不必要損失 。 它僅適用于可維修產(chǎn)品。 試驗項目 環(huán)境應(yīng)力篩選 ESS 可靠性增長 RGT 目的 消除早期故障 消除系統(tǒng)性故障 時間 /階段 交付使用前 研發(fā) /使用期間 試樣 全體產(chǎn)品 樣品 方法 試驗 激發(fā)故障 試驗 改進 試驗 故障處理 修復(fù) /更換 設(shè)計 /工藝改進 處理對象 個別問題產(chǎn)品 全體產(chǎn)品 可靠度 (Reliability)： 可靠度表示產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的 概率， 定義 為產(chǎn)品的 “可靠度” 。 （ 3）在 生產(chǎn)過程中：控制產(chǎn)品的質(zhì)量 因 原材料質(zhì)量較差或工藝流程 失控等原因造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，在產(chǎn)品的可靠性實驗中就能反映出來，從而及時采取糾正措施使產(chǎn)品質(zhì)量恢復(fù)正常 。 偶然失效期， 也稱隨機失效期；這一階段的特點是 失效率較低 ，且較穩(wěn)定，往往可近似看作常數(shù)，產(chǎn)品可靠性指標(biāo)所描述的就是這個時期，這一時期是產(chǎn)品的良好使用階段。 任務(wù)可靠性： 產(chǎn)品在規(guī)定的任務(wù)剖面內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 規(guī)定的功能： 指產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品技術(shù)條件中所規(guī)定的各項技術(shù)性能（技術(shù)指標(biāo)），如儀器儀表的準(zhǔn)確度及其他靜態(tài)、動態(tài)性能指標(biāo)等。產(chǎn)品的可靠性隨著其使用時間的增長而降低 。 可靠性 就是信譽，就是 市場。 高可靠性產(chǎn)品可獲得高的經(jīng)濟效益 減少設(shè)備故障導(dǎo)致的停產(chǎn) 損失， 設(shè)備故障影響生產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟損失，特別是大型流程企業(yè)，關(guān)鍵設(shè)備的故障導(dǎo)致工廠 停產(chǎn)導(dǎo)致巨大損失；高可靠性 減少 設(shè)備的維修費 用 高可靠性產(chǎn)品，才有高的競爭能力 什么是 可靠性 ？ 可靠性的 定義： 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間區(qū)間（或操作次數(shù)）內(nèi) 完成規(guī)定規(guī)定功能的能力 。 ? 負載 和維護條件： 如供電電壓、輸出功率、載荷、使用方法、使用頻率、操作人員的技術(shù)水平、維修方法等。 規(guī)定的條件 使用 可靠性： 產(chǎn)品在使用中表現(xiàn)出的一種能力特性，它與固有可靠性、安裝、操作、維修等有關(guān) 。 失 效 率 早 夭期 隨機失效期 老 化 期 產(chǎn)品壽命期 韋布爾分布 指數(shù)分布 正態(tài)分布 產(chǎn)品失效的三個時期 浴缸 曲線 什么是失效率曲線 （浴盤曲線 ）？ 產(chǎn)品 的失效率隨工作時間的變化具有不同的特點，根據(jù)長期以來的理論研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)多數(shù)設(shè)備失效率曲線形同浴盤的剖面，它明顯地分為三段，分別對元器件的三個不同階段或時期。 耗損失效期； 該階段的失效率隨時間的延長而 急速增加， 主要原因是器件的損失己非常的嚴(yán)重，壽命快到盡頭了，可適當(dāng)?shù)木S修或直接更換 了。 （ 4）出貨 前，進行可靠性篩選：提高整批產(chǎn)品的可靠性水平 將各種原因如原材料有缺陷、工藝措施不當(dāng)、操作人員疏忽、生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障、質(zhì)量檢驗不合格等） 造成早期失效的產(chǎn)品剔除掉 ，從而提高整批產(chǎn)品的可靠性水平。 假設(shè) 有 N個零件，經(jīng)過時間 t后有 NQ(t)個零件失效， NR(t)個零件仍能正常工作，則該零件可靠度 R(t) 失效率，故障率 (Failure Rate) ： 產(chǎn)品 工作到 t時刻后，在下一單位時間內(nèi)失效的概率 。同時也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計工作時間與故障次數(shù)的比值為 MTBF。 為了決定理想的篩選試驗應(yīng)力，必須首先分析早期失效和確定最有可能引起這些失效的應(yīng)力類型。 √ 不是 抽樣的，而是 100%試驗 篩選 試驗 是 一種非破壞性實驗，不影響整批產(chǎn)品失效機理、失效模式和正常工作 。 對單個產(chǎn)品來說，可靠性實驗不能提高其可靠性，相反，若篩選項目和所用的“應(yīng)力”水平選擇不當(dāng)，還會使單個產(chǎn)品的可靠性降低，同時，對于生產(chǎn)部門來說，可靠性篩選實驗還要付一定的 代價 ： 成品率 降低、成本增加、生產(chǎn)周期加長等， 但由于通過可靠性篩選實驗剔除了整批產(chǎn)品中的早期失效產(chǎn)品，因此可提高整批產(chǎn)品的可靠性 。 環(huán)境應(yīng)力篩選試驗 的特點 環(huán)境應(yīng)力 篩選的目的在于發(fā)現(xiàn)和排除產(chǎn)品的早期失效，使其 在出廠時便進入隨機失效階段， 以 固有的可靠性水平 交付用戶使用 。 （ 4）降低使用時的失效率，提高 MTBF 或可靠度， 增強使用者的信心 。 應(yīng)力定義 ： 導(dǎo)致產(chǎn)品開始劣化直至失效的誘因，環(huán)境條件、工作條件等稱為應(yīng)力。 (3)可靠度疵病 (reliability defects) 設(shè)計時所賦予的產(chǎn)品疵病，在產(chǎn)品的生命周期 (life cycle)中隨機發(fā)生，除非修改設(shè)計，否則無法以任何適當(dāng)?shù)某绦蛳?這種 疵病 。 由于這些疵病的存在，在生產(chǎn)廠內(nèi)應(yīng) 采取適當(dāng)?shù)拇胧┗蛱幚恚惯@一類的疵病提早暴露出來并予以檢修剔 除或報廢，使出廠產(chǎn)品維持穩(wěn)定的質(zhì)量，使用時具有設(shè)計時所賦與的 強度，如此既可降低維修成本，又可避免因失效而導(dǎo)致的不必要損 失，此即為 ESS 最主要的目的。這種應(yīng)力和應(yīng)變在缺陷處最大，它起著應(yīng)力集中者（“提升者”）的作用，這種循環(huán)加載使缺陷長大，最終可大到能造成結(jié)構(gòu)故障并產(chǎn)生電故障。 溫度 循環(huán)激發(fā)出的主要故障模式如下： ? 使 涂層、材料或線頭上各種微觀裂紋擴大； ? 使 粘結(jié)不好的接頭松弛； ? 使 螺釘連接不當(dāng)?shù)慕宇^松弛； ? 使 機械張力不足的壓配接頭松弛； ? 使 質(zhì)差的釬焊接觸電阻加大或造成開路； 由于 缺陷在應(yīng)力條件下的失效速度遠高于正常部位，因此使有缺陷的產(chǎn)品出故障要比使完好產(chǎn)品出故障所需循環(huán)次數(shù)少許多， 適當(dāng)?shù)卮_定熱應(yīng)力大小，就能析出故障而不消耗使用壽命。 縮短在上、下限溫度值上的停留時間有利于縮短整個溫度循環(huán)的周期，提高篩選的效率。 溫度循環(huán) ESS篩選機理 傳統(tǒng) 的老化、恒溫篩選，對暴露產(chǎn)品的缺陷有一定作用，但是其篩選度、故障率很小，效率低，需要較長時間才能達到消除早期失效，因而可能會影響產(chǎn)品的使用壽命，有必要使用更合理篩選方法 1）快速溫度變化 2）帶電應(yīng)力篩選：加電的應(yīng)力篩選比不帶電的應(yīng)力篩選更有效 好的 ESS的特點： ? 使缺陷快速暴露 ? 潛在的缺陷的暴露比率足夠 ? 不會導(dǎo)致額外的缺陷 ? 不會消耗產(chǎn)品大部分 壽命 如何選擇篩選條件 ESS溫度循環(huán)應(yīng)力參數(shù) 應(yīng)力 強度取決于 （ 1）溫度 范圍： 一般選 20到 100 ℃ （ 2）溫度變化率 溫度 循環(huán)時 溫度 快速變化 使 濕度變得難以控制，所以一般不加濕度，而是帶電或加上 振動 。 b、當(dāng)受篩產(chǎn)品中響應(yīng)最慢的部分的溫度變化速率達到某一規(guī)定最小值時，就認為實現(xiàn)了穩(wěn)定。對析出像電鍍通孔這樣一類結(jié)構(gòu)部分的缺陷而言，高的溫度變化速率預(yù)期最為有效；相反，對析出錫焊接頭處的缺陷而言，低的溫度變化速率和在高溫下長的停留時間預(yù)期最為有效。 溫度變化速率確定準(zhǔn)則 溫度 循環(huán)次數(shù)影響篩選的有效性和持續(xù)時間，從而影響 篩選費用 。 這是因為電應(yīng)力本身將受篩產(chǎn)品中某些缺陷加速發(fā)展成為故障；另一方面，篩選出的故障中，有 50%左右的故障是在環(huán)境應(yīng)力下才能發(fā)現(xiàn)的間歇故障，必須在篩選環(huán)境應(yīng)力作用下通過通電檢測才能找出來。 設(shè)備 狀態(tài) （ 通斷電和性能測試 ）確定 準(zhǔn)則 環(huán)境應(yīng)力相對篩選效率 系列 1, 溫度循環(huán) , 350 系列 1, 高溫 , 240 系列 1, 隨機振動 , 190 系列 1, 電應(yīng)力 , 150 系列 1, 冷熱沖擊 , 130 系列 1, 正弦振動 , 120 系列 1, 低溫 , 100 系列 1, 機械沖擊 , 82 系列 1, 濕度 , 60 050100150200250300350400溫度循環(huán) 高溫 隨機振動 電應(yīng)力 冷熱沖擊 正弦振動 低溫 機械沖擊 濕度 其 篩選 效率依次為：溫度 循環(huán)、 隨機振動、高溫、電性應(yīng) 力 、熱沖擊、定頻正弦振動、低溫、正 弦 掃描振動、復(fù)合環(huán)境、機械沖擊、濕 度 、加速度、高度，其中溫度循環(huán) 和 隨 機 振動 的效率最佳 ，疵病篩選效率溫度 循環(huán)約 77%—79%，隨機振 動 則為 21%—23%。 （ 2）篩選的應(yīng)力水平 不可超過產(chǎn)品設(shè)計強度 ，以免對正常的產(chǎn)品 造成傷害 ，所以要及早了解產(chǎn)品的設(shè)計強度，作為擬訂篩選應(yīng)力水平的依 據(jù)。 （ 4）復(fù)合 環(huán)境的效益與單一環(huán)境并沒有很大的差異，但卻比單一 環(huán)境所花費的經(jīng)費高出甚多，所以沒有必要以復(fù)合環(huán)境應(yīng)力來篩選。所以若將控制板、功能板和電源板從整機 中拿出來單獨進行環(huán)境應(yīng)力 篩選 環(huán)境應(yīng)力 篩選制度體系 （ 1）有效率的篩選環(huán)境應(yīng)力，能使產(chǎn)品中潛在的疵病很快的暴露出來。 （ 5）具有健全的失效處理與改正行動體系和完備的質(zhì)量與可靠度信息系統(tǒng) 。 溫度 循環(huán) 溫度變化速率 溫度 變化范圍 循環(huán)次數(shù) 176。 k=*10E5eV/K (玻爾茲曼常數(shù) )。 平均故障間隔時間 MTBF 例：要求 在 90%CI下 MTBF為 20230小時，確定可靠性測試方案？ 卡平方分布， χ2 分布 CHIINV=X2(1a, 2(r+1))。 測試時間 ： T=A*MTBF=A*20230=20230*=77800h （ 3242天） 樣品 定為 10臺 ， T’=77800/10=7780h Ea為激活能（根據(jù)原材料不同有不同取值） = 。 C，濕度提高到 90%，計算結(jié)果： 測試時間 ＝ MTBF/ = 加速因子 Acceleration Factor AF= NoImag eTa = Acceleration Temperature ( Chamber Ta = 60℃ ) Tb = Ambient Temperature ( For Inverter Tb = 40℃ ) Confidence level = 90 % Number of failures = 0 = Follow MILSTD781 Confidence=60% Number of failure=0 = 高溫 和低溫的失效都會反映在冷熱溫度沖擊試驗中，冷熱沖擊試驗只是加速了高溫和低溫失效的產(chǎn)生。 1． 4 機械沖擊和振動對產(chǎn)品的影響 機械沖擊和振動主要是針對處于劇烈振動環(huán)境中的車用電子設(shè)備。 當(dāng) 討論產(chǎn)品壽命時 ,一般采用 θ℃ 規(guī)則 的表達方式。許多材料在吸濕后膨脹、性能變壞、引起物質(zhì)強度降低及其他主要機械性能的下降，吸附了水氣的絕緣材料不但會引起電性能下降，在一定條件下還會引發(fā)各種不同的失效，是影響電子產(chǎn)品最主要的失效環(huán)境。人們雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進塑封技術(shù)和提高非活性塑封膜為提高產(chǎn)品質(zhì)量進行了各種努力，但是隨著日新月異的半導(dǎo)體電子器件小型化發(fā)展，塑封鋁金屬導(dǎo)線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術(shù)課題。 ④非活性塑封膜中存在的缺陷。 振動應(yīng)力對產(chǎn)品 的影響 高溫 貯存 擱置 2h 恢復(fù) 2h 時間 室溫 55℃ 箱溫按 ～ 1℃ /min的平均速率，逐漸升溫至 55177。然后試驗箱內(nèi)的溫度以 1177。 500h 溫度變化負荷 環(huán)境試驗：按照 GB/T2423的要求環(huán)境試驗有以下幾點： 低溫試驗 按 GB/T —89 《 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗