可靠性設計與試驗

                                                                            上傳人:xu****n 文檔編號:182182386 上傳時間:2023-01-20 格式:PPT 頁數:46 大?。?66.50KB
                                                                            收藏 版權申訴 舉報 下載
                                                                            可靠性設計與試驗_第1頁
                                                                            第1頁 / 共46頁
                                                                            可靠性設計與試驗_第2頁
                                                                            第2頁 / 共46頁
                                                                            可靠性設計與試驗_第3頁
                                                                            第3頁 / 共46頁
                                                                            資源描述:

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                                                                            1、第十二章第十二章 可靠性設計與試驗可靠性設計與試驗 12.1 概論概論 12.2 元器件的篩選元器件的篩選 12.3.電子產品的可靠性預計電子產品的可靠性預計 12.4 降額設計降額設計 12.5 漂移失效(漂移失效(marginal failure)的設計)的設計 12.6 機械可靠性概率設計機械可靠性概率設計:干涉理論干涉理論 可靠性試驗可靠性試驗12.1 12.1 概論概論 在高費用及通貨膨脹時代,獲得有效的備在高費用及通貨膨脹時代,獲得有效的備用系統的關鍵是:用系統的關鍵是:在最低費用的基礎上得在最低費用的基礎上得到性能,可靠性及系統其它參數之間的折到性能,可靠性及系統其它參數之間的折

                                                                            2、衷平衡。衷平衡。它們之間有一定的矛盾,這就要它們之間有一定的矛盾,這就要求設計人員能夠掌握更新的設計方法,以求設計人員能夠掌握更新的設計方法,以較快的周期更新產品,設計人員必須使用較快的周期更新產品,設計人員必須使用戶在產品的性能,可靠性,維修性及費用戶在產品的性能,可靠性,維修性及費用幾個方面達到可接受的平衡關系。在確定幾個方面達到可接受的平衡關系。在確定了可靠性,維修性,費用,性能的設計指了可靠性,維修性,費用,性能的設計指標以后求解它們的最優方案。標以后求解它們的最優方案??煽啃栽O計內容可靠性設計內容最大限度地提高固有可靠性,其中包括:原件的選擇與管理,降額最大限度地提高固有可靠性,其中

                                                                            3、包括:原件的選擇與管理,降額設計,參數設計與漂移設計,環境防護,貯備設計,設計的簡化與分設計,參數設計與漂移設計,環境防護,貯備設計,設計的簡化與分析,這些措施都有利于提高系統的固有可靠性。析,這些措施都有利于提高系統的固有可靠性。設計中考慮降低生產與使用過程中可靠性的退化問題,進行退化分設計中考慮降低生產與使用過程中可靠性的退化問題,進行退化分析,維修設計措施,包括早期故障的判斷,故障分析等。析,維修設計措施,包括早期故障的判斷,故障分析等。制定元件的篩選或老練方案,可靠性試驗。元件選擇及管理有以下制定元件的篩選或老練方案,可靠性試驗。元件選擇及管理有以下幾個內容:幾個內容:確定完成所需功能

                                                                            4、元件類型及預期的工作環境。確定完成所需功能元件類型及預期的工作環境。確定元件的臨界值,(額定值)確定元件的臨界值,(額定值),如果超過這個值有可能失效而如果超過這個值有可能失效而 出現危險情況等,出現危險情況等,確定元件的質量等級。確定元件的質量等級??煽啃苑峙渑c優化設計,重要度分析也是設計中的重要任務??煽啃苑峙渑c優化設計,重要度分析也是設計中的重要任務。費用設計,費用的估計和分配技術。費用設計,費用的估計和分配技術??煽啃苑峙渑c優化可靠性分配與優化可靠性審查與評估可靠性審查與評估儲備設計方法儲備設計方法12.2 12.2 元器件的篩選元器件的篩選 可靠性篩選的目的是盡快地縮短早期失效可靠性

                                                                            5、篩選的目的是盡快地縮短早期失效期并把失效率降低到可接受水平上。利用期并把失效率降低到可接受水平上。利用加速或增加應力條件溫度可以加快篩選速加速或增加應力條件溫度可以加快篩選速度,表明同一種產品在不同條件下失效率度,表明同一種產品在不同條件下失效率不是相同的,因此在進行可靠性試驗時就不是相同的,因此在進行可靠性試驗時就可以提高應力條件,使早期失效在較短的可以提高應力條件,使早期失效在較短的時間內剔除。時間內剔除??煽啃院Y選的特點可靠性篩選的特點 可靠性篩選只能剔除一批元件中早期失效元件,可靠性篩選只能剔除一批元件中早期失效元件,而不能提高產品的可靠性的固有數值。例如工藝而不能提高產品的可靠性的固

                                                                            6、有數值。例如工藝上的缺陷,設計上的問題無法從篩選中排除,還上的缺陷,設計上的問題無法從篩選中排除,還氧樹脂龜裂就是一例。氧樹脂龜裂就是一例。經過篩選后的元件要求不產生失效機理和失效經過篩選后的元件要求不產生失效機理和失效分布的變化,它是一種非破壞性試驗。分布的變化,它是一種非破壞性試驗??煽啃院Y選是對可靠性篩選是對100100元件進行試驗,不是抽樣元件進行試驗,不是抽樣試驗。試驗。篩選分類篩選分類 檢查篩選檢查篩選:顯微鏡檢查:顯微鏡檢查,紅外線非破壞檢查紅外線非破壞檢查,X,X射射線非破壞檢查線非破壞檢查 密封性篩選密封性篩選:很多元器件是在密封條件才能正:很多元器件是在密封條件才能正常,檢

                                                                            7、查漏氣是十分重要的一項提高可靠性的措常,檢查漏氣是十分重要的一項提高可靠性的措施,如氦檢或效射性檢漏。施,如氦檢或效射性檢漏。環境應力篩選環境應力篩選:振動加速度篩選:振動加速度篩選,沖擊加速度篩沖擊加速度篩選選,離心加速度篩選離心加速度篩選 20000g100000g20000g100000g加速度加速度,溫溫度沖擊篩選度沖擊篩選 (4040 C85C85 C C沖擊鍺器件)(沖擊鍺器件)(5555 C125C125 C C沖擊硅器件)沖擊硅器件)壽命儲存篩選壽命儲存篩選:(i i)高溫儲存篩選)高溫儲存篩選,(iiii)功率)功率老化篩選老化篩選應應 力力 篩篩 選選 0.51.01.52

                                                                            8、.02.5100240小時失效率100應力條件125應力225應力0.51.01.52.02.5100240小時失效率100應力條件125應力225應力0.51.01.52.02.5100240小時失效率100應力條件125應力225應力例如某廠半導體例如某廠半導體3DG32加加300毫瓦功率進行摸底試毫瓦功率進行摸底試驗,得到試驗時間與失效率的數據如表驗,得到試驗時間與失效率的數據如表t 單位小時 0.1 1 10 30%小時 120 26.8 0.46 0.16 表表中中看看出出經經 3 30 00 0 毫毫瓦瓦功功率率 1 10 0 小小時時可可靠靠性性篩篩選選以以后后,其其失失效效率率

                                                                            9、可可以以下下降降 2 25 50 0 倍倍。篩選中的篩選中的PDAPDA值控制技術值控制技術 PDAPDA是是Percent Defective AllowablePercent Defective Allowable的縮寫。意的縮寫。意為為“批允許不合格率批允許不合格率”。PDAPDA不是試驗方法,而是不是試驗方法,而是一種試驗控制技術。一種試驗控制技術。PDAPDA技術的引入使篩選的作用技術的引入使篩選的作用有一個質的飛躍。在引入前,篩選只是有一個質的飛躍。在引入前,篩選只是100%100%的的“過篩過篩”,不合格的全,不合格的全“篩篩”下去,合格的當然下去,合格的當然都將會使用,但這些合

                                                                            10、格器件的失效率仍是個未都將會使用,但這些合格器件的失效率仍是個未知數。知數。PDAPDA技術能部分解決這個問題。應用它能分技術能部分解決這個問題。應用它能分辨出某批電路將來使用時失效率將較低,而某批辨出某批電路將來使用時失效率將較低,而某批電路電路“過篩過篩”后的后的“合格合格”品失效率仍高,仍然品失效率仍高,仍然必須整批報廢。必須整批報廢。PDAPDA技術可簡述技術可簡述 事先確定事先確定PDA的控制值,如質量的控制值,如質量S級的產級的產品,品,PDA的控制值選的控制值選3%,質量,質量B級選級選5%等。等。經規定的試驗篩選后,有失效數為經規定的試驗篩選后,有失效數為r,投,投入試驗的產品

                                                                            11、數入試驗的產品數N,則,則定義批缺陷率定義批缺陷率P=r/N 將將P與與PDA值比較值比較,如,如P值大,則該批拒值大,則該批拒收。如收。如P值不大,則通過該試驗。值不大,則通過該試驗。P P值直接反映試驗前該批產品的可靠性水值直接反映試驗前該批產品的可靠性水平,即當平,即當P值增加,產品可靠性急劇下降。值增加,產品可靠性急劇下降。例例12-112-1:設,:設,小時,從小時,從100100個元件中,其中次個元件中,其中次品有品有1010個,求達到系統個,求達到系統 小時和小時的篩選時小時和小時的篩選時間。間。00 2110 005.0S 小時8.292)928.2(100)1.0111.01

                                                                            12、25.0143.0164.02.025.033.05.01(1001013121111dt 14645SdTt小小時時12.3.12.3.電子產品的可靠性預計電子產品的可靠性預計 產品的可靠性預計是在產品定型過程中,產品的可靠性預計是在產品定型過程中,從元器件的可靠性參數,經過試驗結果與從元器件的可靠性參數,經過試驗結果與理論的分析計算,對產品可能達到的理論的分析計算,對產品可能達到的可靠可靠性水平進行一種預測過程性水平進行一種預測過程。產品可靠性預計的目的是為了產品可靠性預計的目的是為了落實產品定落實產品定量化的可靠性指標量化的可靠性指標,為使產品達到規定的,為使產品達到規定的可靠性要求,并

                                                                            13、為今后改進產品的可靠性可靠性要求,并為今后改進產品的可靠性提供理論的基礎。提供理論的基礎??煽啃灶A計的目的可靠性預計的目的 1 1、定量地給出產品的可靠性預計指標;、定量地給出產品的可靠性預計指標;2 2、通過預計了解產品的各元器件之間的可、通過預計了解產品的各元器件之間的可 靠性關系,并為改進和提高產品的可靠靠性關系,并為改進和提高產品的可靠 性提供依據;性提供依據;3 3、找出產品中的薄弱環節,為改進產品可、找出產品中的薄弱環節,為改進產品可 靠性提供措施;靠性提供措施;4 4、通過可靠性預計與分配,節約開發費、通過可靠性預計與分配,節約開發費 用;用;可靠性預計的可靠性預計的計數法計數法

                                                                            14、 niiQGiGSN1)(式中:式中:GS 設備總失效率,設備總失效率,10 10-6 6/h/h;Gi 第第 i i 種元器件的通用失效率,種元器件的通用失效率,1010-6 6/h/h;Qi 第第 i i 種元器件的通用質量系數;種元器件的通用質量系數;i i 第第 i i 種元器件的數量;種元器件的數量;n n 設備所用元器件的種類數目。設備所用元器件的種類數目。舉舉例例:三三極極管管 2 2N N2 22 22 22 2A A:6104512.04.2094.0QGP/小小時時 表表12-1 12-1 半導體分立器件通用質量系數半導體分立器件通用質量系數種類 Q 質量等級 A3 A4

                                                                            15、B1 B2 C 雙 極 型 0.1 0.2 0.5 1 5 場 效 應 0.1 0.2 0.5 1 5 閘 流 0.15 0.3 0.6 1 5 晶 體 管 單 結 0.1 0.2 0.5 1 5 普 通 0.1 0.2 0.4 1 5 電壓調整、電壓基準、電流調整 0.1 0.2 0.5 1 5 微 波 0.1 0.2 0.5 1 5 二 極 管 變容、階躍、隧道、體效應、PIN、崩越 0.1 0.2 0.5 1 5 光電子器件 0.15 0.3 0.6 1 5 可靠性預計的可靠性預計的應力法應力法)(2RCSAQEbP b基基本本失失效效率率。其其數數值值取取決決于于器器件件的的種種類類及

                                                                            16、及器器件件使使用用的的環環境境溫溫度度和和功功率率。E環環境境因因子子稱稱環環境境系系數數。其其數數值值決決定定于于器器件件的的各各類類和和除除溫溫度度之之外外的的使使用用環環境境。Q質質量量因因子子也也稱稱質質量量系系。不不同同質質量量等等級級的的同同類類器器件件有有不不同同的的取取值值。A電電路路因因子子也也稱稱電電路路系系數數。同同一一器器件件在在不不同同線線路路中中使使用用時時有有不不同同的的取取值值。2S電電壓壓應應力力因因子子也也稱稱電電壓壓系系數數。器器件件加加不不同同的的使使用用電電壓壓時時不不同同的的取取值值。C復復雜雜性性因因子子也也稱稱結結構構系系數數。相相同同類類型型的

                                                                            17、的單單管管、雙雙管管、復復合合管管有有不不同同的的取取值值。R額額定定功功率率因因子子。不不同同額額定定功功率率的的器器件件有有不不同同的的取取值值?;臼实臄祵W模型基本失效率的數學模型阿阿列列尼尼烏烏斯斯(A Ar rr rh he en ni iu us s)和和艾艾倫倫(E Ey yr ri in ng g)模模型型:jKTEBe/PMTTTSTTSTNbeAe273273 A與溫度和功率無關的失效率常數。T器件工作的環境溫度或管殼溫度(C)T無結電流或功率時的最高允許結溫與 額定結電流或功率時最高允許結溫之差值。例:金屬膜電阻,額定功率,例:金屬膜電阻,額定功率,20k,質量等級,

                                                                            18、質量等級 ,環境溫度環境溫度50C,耗散功率,耗散功率,2B RQEbP環境系數:()FG(地面固定)E=1.8 (5.1.4.2-2)應力比:額定工作PPS=0.24 b=0.015h/106 查表:5.1.4.2-5 質量系數:Q=1 查表:5.1.4.2-2 阻值系數:R=1 5.1.6,9)/10(027.0118.1015.06hp 例:固體鉭電解電容器,質量等級例:固體鉭電解電容器,質量等級 ,額定工作電壓,額定工作電壓40v(40v(直流直流),額定電容量,額定電容量15 15 ,工作電壓,工作電壓16v(16v(直流直流),環境,環境溫度溫度70C70C,電容與電源之間回路電阻

                                                                            19、,電容與電源之間回路電阻8080 2B F SRCVQEbP環境系數:()FG(地面固定)E=15 查表:5.1.6.6-1 質量系數:Q=1 查表:5.1.6.6-2 電容量系數 CV=1 查表:5.1.6.6-3 電阻系數:SR=5/V(0.07)查表:5.1.6.6-4 b=0.310h/106 查表:5.1.6.6-6 負荷率:額定工作VVS=0.4)/10(33.007.01115310.06hp 應用實例應用實例正電源電路元器件清單正電源電路元器件清單 項目代號 元件名稱 元件型號 標準 數量 應力比 S 溫度范圍:R20 熱敏電阻 PTC960-7 進口軍溫 1 -55+125

                                                                            20、R21 金屬膜電阻 1/4W-150-5%GJB1929-94 1 0.4 同上 C14,C15 金屬化聚苯硫酼電容 ECRG-100V-1-J 七專 2 0.28 同上 D2 通用二極管 1N4005 進口軍溫 1 -55+175 D3 瞬態二極管 BZT03C33 進口軍溫 1 同上 D15 恒流二極管 J507A 進口軍溫 1 同上 D4 穩壓管二極管 BZX-15V 進口軍溫 1 同上 Q1 雙極低頻三極管 2N3019 進口軍溫 1 0.18 同上 b Q E R CV K T S F C A 1C L 2C TAPS CYC 應力法失效率計算 pn 熱敏電阻 R20 PTC960-

                                                                            21、7 1 0.065 15 1 0.01 pbQE A 0.00975 金屬膜電阻 R21 1/4W-150-5%1 0.0035 0.05 1 1 pbQER 0.000175 金屬化聚苯硫酼電容C14,C15 ECRG-100V-1-J 2 0.0017 0.5 1 1.9 1 pbQECVK 0.00323 通用二極管 D2 1N4005 1 0.0038 2.4 1 32 0.054 pbQETSC 0.015759 瞬態二極管 D3 BZT03C33 1 0.0013 2.4 1 32 1 同上 0.09984 恒流二極管 D15 J507A 1 0.0034 2.4 1 8.7 1

                                                                            22、同上 0.070992 穩壓管二極管 D4 BZX-15V 1 0.002 2.4 1 8.7 1 同上 0.04176 雙極低頻三極管 Q1 2N3019 1 0.00074 5.5 1 1 11 0.16 pbQETSAR 0.005014 正正電電源源單單元元的的失失效效率率(610/hr)PSpiiNi 0 0.2 24 46 65 52 20 06 6 12.4 12.4 降額設計降額設計 通過設計有目的地降低元器件工作時實際通過設計有目的地降低元器件工作時實際承受的應力,以降低元器件的工作失效率。承受的應力,以降低元器件的工作失效率。其設計的依據是:其設計的依據是:GJB/Z35-

                                                                            23、93GJB/Z35-93。降額的基本參數各個不同工程領域不完全降額的基本參數各個不同工程領域不完全相同,一般大家熟悉的有這樣一些參數:相同,一般大家熟悉的有這樣一些參數:電壓,電流,功率,轉矩,速度,濕度,電壓,電流,功率,轉矩,速度,濕度,溫度等。溫度等。降降 額額 設設 計計失效率時間高壓力額定壓力中等壓力低壓力失效率時間高壓力額定壓力中等壓力低壓力國產可控硅的降額因子國產可控硅的降額因子 降額等級 降額參數 電壓 0.60 0.70 0.80 電流 0.50 0.65 0.80 200 115 140 160 175 100 125 145 可控硅 最高 結溫 0/CTjm 150 60

                                                                            24、jmT 40jmT 20jmT 漂移失效漂移失效 在可靠性的研究中,大多數失效是指突發性失效,在可靠性的研究中,大多數失效是指突發性失效,這種失效是偶然性的,服從某種隨機的規律,但這種失效是偶然性的,服從某種隨機的規律,但許多產品的失效除了突發性的以外還有隨時間的許多產品的失效除了突發性的以外還有隨時間的積累而產生的一種漂移性的參數改變。這種軟故積累而產生的一種漂移性的參數改變。這種軟故障到達一定的程度以后不能滿足確定功能要求,障到達一定的程度以后不能滿足確定功能要求,實際上也判為失效或故障,現在從失效的觀點來實際上也判為失效或故障,現在從失效的觀點來研究漂移失效。電路的漂移分析,或有時叫容差

                                                                            25、研究漂移失效。電路的漂移分析,或有時叫容差分析,主要是應用于關鍵電路。分析,主要是應用于關鍵電路。由于某個變量超過界限值而引起的失效就叫界限由于某個變量超過界限值而引起的失效就叫界限失效。如果這種界限,隨時間慢慢的漂移最終超失效。如果這種界限,隨時間慢慢的漂移最終超過界限值,這種場合稱之為漂移失效,又稱退化過界限值,這種場合稱之為漂移失效,又稱退化失效。失效。12.5 12.5 漂移失效(漂移失效(marginal failuremarginal failure)的設計)的設計dtdRtRdttdRRdtdRtfcmmc)()()(失失效效率率 ccmmRRRRtRtftr)()()(2222

                                                                            26、22111)(nnunxuxuxuxxSxxSxxSu靈敏度與方差系數靈敏度與方差系數 dxduuxxxduudxxuulinSuxux00 222221121)(nnuxuxuxuxxSxxSxxSun例例12.4 12.4 一個一個LCLC調諧回路,其中的電感為調諧回路,其中的電感為5050微亨誤差微亨誤差10%10%,電容為,電容為3030微微微微法誤差法誤差5%5%,設頻率漂移的最大允許值,設頻率漂移的最大允許值200Hz200Hz,求原設計的電感和電容能否,求原設計的電感和電容能否滿足上述頻率漂移要求,如果不滿足,應如何提高元器件的精度?滿足上述頻率漂移要求,如果不滿足,應如何提高元

                                                                            27、器件的精度?LCf21 210fLSLffL 21lnln0fCSCf 0002121CCLLff 200maxf 11.4)10301050(212121126000CLf%9.41011.41020063max0maxHzHzff%5.7%5.2%5%521%10210實際ff機械可靠性機械可靠性 機械部件的失敗一般不完全遵守指數分布規律,從實驗數機械部件的失敗一般不完全遵守指數分布規律,從實驗數據分析,有些機械部件的壽命采用威布爾分布形式,磨損據分析,有些機械部件的壽命采用威布爾分布形式,磨損失效是影響機械零件及設備可靠性的主要因素,例如由于失效是影響機械零件及設備可靠性的主要因素,例如

                                                                            28、由于潤滑不好,配對材料質量欠佳,密封泄漏,高速或高溫條潤滑不好,配對材料質量欠佳,密封泄漏,高速或高溫條件潤滑情況惡化等原因,引起零件的磨損、擦傷和膠合等件潤滑情況惡化等原因,引起零件的磨損、擦傷和膠合等不同的失效模式,盡管可靠性理論在機械部件中的研究近不同的失效模式,盡管可靠性理論在機械部件中的研究近十年來已有進展,但是不同的部件或者環境的作用影響很十年來已有進展,但是不同的部件或者環境的作用影響很大,磨損耗量隨時間增長,其離散性越來越大,分布參數大,磨損耗量隨時間增長,其離散性越來越大,分布參數也有較大的不確定性,因此機械部件的可靠性理論有待進也有較大的不確定性,因此機械部件的可靠性理論有

                                                                            29、待進一步深入研究。一種用于強度研究的概率論分析受到廣泛一步深入研究。一種用于強度研究的概率論分析受到廣泛的應用,由于模型中考慮到強度與應力分布之間的干涉關的應用,由于模型中考慮到強度與應力分布之間的干涉關系,所以這種理論又稱干涉理論。系,所以這種理論又稱干涉理論。12.6 12.6 機械可靠性概率設計機械可靠性概率設計:干涉理論干涉理論干涉區S,S)()(ffS)(Sf)(fS)(0sfS00S,S)(0f)(0sfS)(0fdds,圖7.1(a)應力-強度間的干涉示意圖圖7.1(b)干涉區關系圖干涉區S,S)()(ffS)(Sf)(fS干涉區S,S)()(ffS)(Sf)(fS)(0sfS0

                                                                            30、0S,S)(0f)(0sfS)(0fdds,)(0sfS00S,S)(0f)(0sfS)(0fdds,圖7.1(a)應力-強度間的干涉示意圖圖7.1(b)干涉區關系圖強強度度可可靠靠度度公公式式:)(1)(sFdssfRs dssFsfRFs)()(1 22222/2121ssSSzdzeR22ssdy 0 區(安全)0 sdy=0圖7.2 系統安全與失效狀態空間圖y 0 區(安全)0 sdy=0圖7.2 系統安全與失效狀態空間圖例例12.5 12.5 設計一拉桿,已知作用于桿的拉力載荷設計一拉桿,已知作用于桿的拉力載荷 kgfkgf,拉桿材料為低合金鋼,其強度極限拉桿材料為低合金鋼,其強度極

                                                                            31、限 kgf/mm2kgf/mm2,標準偏差,標準偏差kgf/mm2kgf/mm2,求可靠度為時拉桿的截面半徑。,求可靠度為時拉桿的截面半徑。)45,3000(),(PP 6.107b 22.4b 001.0999.01)(Z 3091.3Z rr015.0 rrr005.03015.031公差 2293.9543000rrs 222222222222222/215.1745)()005.02(3000)(1rrrrrrPrsPss 2222)/215.17(22.4)/93.954(6.1073rr mmr188.3例由實驗數據的統計知道,零件(浮動花鍵軸)在工作到小時例由實驗數據的統計知道,

                                                                            32、零件(浮動花鍵軸)在工作到小時 時,磨時,磨損量的平均值為損量的平均值為 微米,微米,微米,設計上允許零件的磨損微米,設計上允許零件的磨損量為量為 微米,試問達到工作時間微米,試問達到工作時間t的零件耐磨可靠度?的零件耐磨可靠度?601t 88.552 57.14 60600*9043.120)57.14(88.552600221Z%979716.0)(1tR 0284.0)9043.1(可靠性試驗可靠性試驗 12.7.1 12.7.1 引言引言 為了為了了解各種外界因素的影響量了解各種外界因素的影響量(應力)對產品可靠性和(應力)對產品可靠性和環境適應性的作用,需要進行可靠性試驗環境適應性的

                                                                            33、作用,需要進行可靠性試驗,可靠性試驗是可靠性試驗是評價和分析產品可靠性的基本工作環節。評價和分析產品可靠性的基本工作環節。通過可靠性試驗可以確定電子產品在各種環境條件下工作通過可靠性試驗可以確定電子產品在各種環境條件下工作或貯存時的可靠性特征量,為設計、生產、使用提供有用或貯存時的可靠性特征量,為設計、生產、使用提供有用的數據;也可以的數據;也可以充分暴露產品的設計、制造等方面所存在充分暴露產品的設計、制造等方面所存在的問題的問題?,F場試驗是最客觀最有意義的試驗現場試驗是最客觀最有意義的試驗,但這不是一件容易的,但這不是一件容易的事,往往需要很長的試驗時間,而且要有準確的現場可靠事,往往需要很

                                                                            34、長的試驗時間,而且要有準確的現場可靠性使用數據報告,性使用數據報告,可靠性試驗是生產高可靠性產品的可靠性試驗是生產高可靠性產品的重要環節重要環節??煽啃栽囼灧诸惪煽啃栽囼灧诸?可靠性試驗的種類較多,按試驗性質分,可靠性試驗的種類較多,按試驗性質分,有破壞性試驗有破壞性試驗和和非破壞性試驗非破壞性試驗,按可靠性試驗目的分,有篩選試驗、摸底按可靠性試驗目的分,有篩選試驗、摸底試驗、鑒定試驗,驗證試驗,批量保證試試驗、鑒定試驗,驗證試驗,批量保證試驗和交收試驗等;驗和交收試驗等;按可靠性試驗項目可以分為:按可靠性試驗項目可以分為:壽命試驗壽命試驗,使用條件試驗使用條件試驗,環境試驗環境試驗和和特殊試

                                                                            35、驗特殊試驗等。等??煽啃栽囼?.現場試驗(現場測定或鑒定產品的可靠性水平)2.模擬試驗(測定產品的固有可靠度)(2)非破壞性試驗(1)破壞性試驗1壽命試驗2環境試驗1壽命試驗(a)、(b)同上,(c)間斷動作試驗)2環境試驗(同上)3貯存試驗(無負荷試驗)4篩選試驗5鏡檢(主要用于元器件)。(a)常規壽命試驗(在正常使用狀態下鑒定產品壽命)(b)加速壽命試驗III)序進應力加速壽命試驗。I)恒定應力加速壽命試驗(a)界限試驗(了解電、機械環境應力限強度)(b)環境試驗(如溫度、濕度、沖擊、腐蝕、鹽水噴霧、放射線等)II)步進應力加速壽命試驗??煽啃栽囼?.現場試驗(現場測定或鑒定產品的可靠性水

                                                                            36、平)2.模擬試驗(測定產品的固有可靠度)(2)非破壞性試驗(1)破壞性試驗1壽命試驗2環境試驗1壽命試驗(a)、(b)同上,(c)間斷動作試驗)2環境試驗(同上)3貯存試驗(無負荷試驗)4篩選試驗5鏡檢(主要用于元器件)。(a)常規壽命試驗(在正常使用狀態下鑒定產品壽命)(b)加速壽命試驗III)序進應力加速壽命試驗。I)恒定應力加速壽命試驗(a)界限試驗(了解電、機械環境應力限強度)(b)環境試驗(如溫度、濕度、沖擊、腐蝕、鹽水噴霧、放射線等)II)步進應力加速壽命試驗。加速壽命試驗加速壽命試驗 壽壽命命加加速速系系數數定定義義 00KKLLA 加加速速倍倍數數為為:TBeTTA10 (其其

                                                                            37、中中:0111TTT)環境試驗環境試驗 環境大致可分為四大類:(1)工業環境:腐蝕性介質:如二氧化硫(),二氧化碳(),硫化氫()氣體,腐蝕性液體及腐蝕性粉塵等;高溫與低溫:如冶煉廠的高溫、冷煉廠的低溫;高氣壓與低氣壓:如氨()管道的高氣壓,真空中的低氣壓固體性粉塵:如磨損性粉塵、導電性粉塵及可燃性粉塵等。(2)自然環境:自然環境分為氣候環境、機械環境、生物環境、輻射環境及電環境等。(3)人為環境:人為環境有使用、維護、包裝及貯存等。(4)特殊使用環境:環境試驗的種類環境試驗的種類 (1)現場使用試驗現場使用試驗(2)天然暴露試驗天然暴露試驗 (3)人工模擬試驗人工模擬試驗 人工模擬試驗是一種

                                                                            38、在短期內觀察產品所能承受的應力有人工模擬試驗是一種在短期內觀察產品所能承受的應力有多大的試驗。常用的有低溫試驗、高溫試驗、濕度沖擊試多大的試驗。常用的有低溫試驗、高溫試驗、濕度沖擊試驗、濕度循環試驗、潮濕試驗、鹽霧試驗、塵砂試驗、振驗、濕度循環試驗、潮濕試驗、鹽霧試驗、塵砂試驗、振動試驗、碰撞試驗、沖擊試驗、離心加速度試驗、爆炸試動試驗、碰撞試驗、沖擊試驗、離心加速度試驗、爆炸試驗、聲振試驗等。我國四機部對電子元器件的基本環境技驗、聲振試驗等。我國四機部對電子元器件的基本環境技術要求等級和試驗方法都有標準。術要求等級和試驗方法都有標準??煽啃詨勖囼灴煽啃詨勖囼?產品的可靠性試驗在規定的環境

                                                                            39、條件、工作條產品的可靠性試驗在規定的環境條件、工作條件和維修保養條件下的件和維修保養條件下的壽命試驗壽命試驗。壽命試驗是分析產品壽命特征和失效規律的試壽命試驗是分析產品壽命特征和失效規律的試驗。通過這種試驗可以了解驗。通過這種試驗可以了解產品壽命統計規律產品壽命統計規律的特征量的特征量(如失效率、平均壽命等),以便作(如失效率、平均壽命等),以便作為可靠性預測、可靠性設計、制定篩選條件,為可靠性預測、可靠性設計、制定篩選條件,改進產品質量的依據。一般地說,可靠性試驗改進產品質量的依據。一般地說,可靠性試驗通常指壽命試驗。通常指壽命試驗。1)加速試驗加速試驗 2)長期壽命試驗長期壽命試驗壽命試驗

                                                                            40、方案壽命試驗方案 四種試驗方案四種試驗方案 序貫截尾試驗序貫截尾試驗 定時截尾試驗定時截尾試驗 定數截尾試驗定數截尾試驗 逐次結尾試驗法逐次結尾試驗法(適合現場試驗適合現場試驗)電子產品的可靠性設計鑒定及驗收電子產品的可靠性設計鑒定及驗收(指數分布)(指數分布)可靠性鑒定和驗收試驗主要考核兩個方面可靠性鑒定和驗收試驗主要考核兩個方面 1.可靠性測定試驗可靠性測定試驗(Reliability determination test)為確定產品的可靠性特征量的數值(如:為確定產品的可靠性特征量的數值(如:MTBF、等)而進行的試等)而進行的試驗。如可靠性摸底試驗等。驗。如可靠性摸底試驗等。2.可靠性

                                                                            41、合格試驗可靠性合格試驗(Reliability compliance test)為確定產品可靠)為確定產品可靠性特征量是否符合所要求的水平進行的試驗。它包括:性特征量是否符合所要求的水平進行的試驗。它包括:(1)可靠性鑒定試驗可靠性鑒定試驗(Reliability compliance test)是為了驗證產)是為了驗證產品的設計能否符合所要求的水平而進行的試驗,品的設計能否符合所要求的水平而進行的試驗,(2)這類試驗是在連續生產過程中進行的一系列)這類試驗是在連續生產過程中進行的一系列定期性試驗定期性試驗,是為,是為了確定產品能否在所要求的水平下都能陸續滿足要求。了確定產品能否在所要求的水平

                                                                            42、下都能陸續滿足要求。試驗設計中有關問題的確定試驗設計中有關問題的確定 無論試驗是否加速,有無替換,定數或定時截尾,無論試驗是否加速,有無替換,定數或定時截尾,在安排試驗時,首先要根據不同產品和它們的試在安排試驗時,首先要根據不同產品和它們的試驗目的來選定試驗對象(性質)然后再選擇試驗驗目的來選定試驗對象(性質)然后再選擇試驗方案、環境應力條件、工作狀態,最后確定故障方案、環境應力條件、工作狀態,最后確定故障判別條件。判別條件。1.統計試樣方案的選擇統計試樣方案的選擇 2.測試周期的選擇測試周期的選擇 3.試驗樣品數量(抽驗量)的確定試驗樣品數量(抽驗量)的確定 4.試驗截止時間的確定試驗截止時間的確定 加速壽命試驗加速壽命試驗 設設在在基基準準應應力力條條件件下下產產品品的的壽壽命命0L,在在提提高高應應力力水水平平條條件件下下產產品品的的壽壽命命為為L,則則LL0稱稱為為壽壽命命加加速速系系數數,或或稱稱加加速速因因子子(2)加加速速壽壽命命試試驗驗的的用用處處:了了解解產產品品的的失失效效機機理理和和失失效效模模式式;對對比比產產品品的的質質量量水水平平(壽壽命命指指標標等等),

                                                                            展開閱讀全文
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