電子產品的可靠性試驗

電子產品的可靠性試驗
為評價分析電子產品的可靠性而進行的試驗，廣義說，包括各種環境條件下的模擬試驗和現場試驗。按試驗項目可分為環境試驗、壽命試驗和特殊試驗；按試驗目的可分為篩選試驗、鑒定試驗和驗收試驗；按試驗性質可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。
  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存儲時的可靠性特征量，為使用、生產和設計提供有用的數據；也可以暴露產品在設計、原材料和工藝流程等方面存在的問題。通過失效分析、質量控制等一系列反饋措施，可使產品存在的問題逐步解決，提高產品可靠性。
  評價和分析產品壽命特征的試驗稱為壽命試驗。對于大部分電子產品，壽命是*主要的一個可靠性特征量。因此，可靠性試驗往往指的就是壽命試驗。壽命試驗可分為非工作狀態的存儲壽命試驗和工作狀態的工作壽命試驗兩類。為了縮短試驗周期、減少樣品數量和試驗費用，常常采用加速壽命試驗。在不改變產品的失效機理和增添新的失效因子的前提下，提高試驗應力（相對于工作狀態的實際應力或產品的額定承受應力），以加速產品的失效過程。根據試驗中應力施加方式的不同，又可分為：①在試驗過程中應力保持不變的恒定應力加速壽命試驗；②試驗過程中應力逐級步進式增加的步進應力加速壽命試驗；③試驗過程中應力連續增加的序進應力加速壽命試驗。
  在電子產品加速壽命試驗中，*常用的應力為溫度和電壓。以溫度為應力的加速壽命試驗，其基本理論模型是化學反應動力學的阿列尼烏斯方程
              [196-01]式中[kg2]d/d為某種物理、化學反應過程的速率；為比例常數；為玻爾茲曼常數；為激活能；為**溫度；為時間。上式可變換為
              [196-02]即壽命的對數與**溫度的倒數成線性關系。
  以電壓為應力的加速壽命試驗，其基本理論模型為逆冪律
                  [196-03]式中為比例常數，為所施加的電壓。
  上式可變換為
              ln＝＋ln 即壽命的對數與電壓的對數成線性關系。
   由于壽命試驗費時較多，通常不待受試樣品全部失效就要結束，即大部分壽命試驗都是截尾試驗。根據試驗截尾方式(固定試驗時間或固定試驗中失效樣品數)和受試樣品失效后有無替換，壽命試驗可分為四種：①無替換定時截尾試驗；②有替換定時截尾試驗；③無替換定數截尾試驗；④有替換定數截尾試驗。在電子產品壽命試驗中，*常用的壽命分布為指數分布、威布爾分布和對數正態分布。*常用的壽命試驗數據統計分析方法有概率紙圖解法、*大似然估計法、*佳線性無偏估計法、*佳線性不變估計法等。
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   所謂篩選，就是設法除去在材料、元件、器件、設備、系統等方面潛在的**因素和缺陷，而把優良的產品挑選出來。采用外加應力或其他手段將成品中潛在的早期失效產品剔除的試驗稱為可靠性篩選。外加應力可以是熱應力、電應力、機械應力或者幾種應力的組合，篩選應力大小和作用時間的選取原則是：①針對產品的主要失效機理；②所用的應力對于良好的產品應無破壞作用，而對于有缺陷的產品應能使缺陷很快暴露；③根據用途、成本、產品批量大小和試驗設備等條件統一考慮，力求*佳的經濟效果；④充分調查，收集數據，掌握產品的失效分布和失效機理，才能確定合理的篩選項目。*常見的篩選方法有:①目檢（顯微鏡鏡檢、X射線照相、紅外掃描等）；②電性能測試；③密封檢漏；④環境應力篩選（恒定加速、機械振動、沖擊、溫度循環、熱沖擊等）；⑤壽命篩選（高溫儲存、功率老化、高溫反偏等）。

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