《可靠性試驗》適合于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測等方面的工程技術(shù)人員閱讀,也可作為可靠性工程相關(guān)教學人員、認證和檢測機構(gòu)技術(shù)人員的參考用書,還可作為高等院校學生的教材。
胡湘洪,博士,工信部電子五所可靠性與環(huán)境工程中心主任;國際信息安全控制協(xié)會注冊信息安全經(jīng)理,美國質(zhì)量協(xié)會注冊質(zhì)量工程師;領(lǐng)導電子五所可靠性與環(huán)境工程中心,承擔近十項國家重點型號工程的可靠性技術(shù)支撐工作、上百項產(chǎn)品定型可靠性與環(huán)境試驗評價工作。
第1章 可靠性試驗概述(1)
1.1 可靠性試驗?zāi)康模?)
1.2 可靠性試驗工作項目(2)
1.3 可靠性試驗分類(4)
1.3.1 按試驗場地分類(4)
1.3.2 按施加應(yīng)力的原則分類(6)
1.3.3 按應(yīng)用階段分類(6)
1.3.4 按試驗的目的和性質(zhì)分類(6)
1.4 可靠性研制試驗(7)
1.4.1 可靠性研制試驗特點(8)
1.4.2 可靠性研制試驗發(fā)展(8)
1.4.3 可靠性研制試驗應(yīng)用對象(9)
1.4.4 可靠性研制試驗應(yīng)用時機(9)
1.4.5 可靠性研制試驗所用的應(yīng)力(9)
1.4.6 可靠性研制試驗的工作要點及注意事項(10)
1.5 可靠性定型試驗(10)
1.5.1 可靠性設(shè)計定型試驗(10)
1.5.2 可靠性生產(chǎn)定型試驗(12)
1.6 壽命試驗(14)
1.6.1 試驗依據(jù)(14)
1.6.2 適用范圍與適用時機(14)
1.6.3 產(chǎn)品壽命參數(shù)(14)
1.6.4 產(chǎn)品壽命試驗分類及方法(15)
1.6.5 試驗室使用壽命試驗(15)
1.6.6 綜合驗證試驗法(16)
1.7 可靠性試驗新技術(shù)(20)
1.7.1 可靠性強化試驗(20)
1.7.2 可靠性加速試驗(22)
參考文獻(26)
第2章 可靠性仿真試驗(27)
2.1 可靠性試驗?zāi)康模?7)
2.2 可靠性仿真試驗理論(28)
2.2.1 有限元法仿真理論(29)
2.2.2 故障預(yù)計仿真理論(35)
2.3 可靠性仿真試驗工作內(nèi)容(37)
2.4 可靠性仿真試驗軟硬件要求(38)
2.4.1 CAD模型建模軟件要求(38)
2.4.2 CFD模型建模軟件要求(39)
2.4.3 FEA模型建模軟件要求(39)
2.4.4 故障預(yù)計建模軟件要求(39)
2.5 可靠性仿真試驗過程及要求(40)
2.5.1 可靠性仿真產(chǎn)品信息收集(40)
2.5.2 數(shù)字樣機建模(40)
2.5.3 應(yīng)力仿真分析(46)
2.5.4 故障預(yù)計仿真分析(48)
2.5.5 可靠性評價(48)
2.6 可靠性仿真試驗應(yīng)用案例(51)
2.6.1 仿真試驗對象簡介(51)
2.6.2 CFD數(shù)字樣機建模(52)
2.6.3 FEA數(shù)字樣機建模(53)
2.6.4 模型修正與驗證(55)
2.6.5 應(yīng)力仿真分析結(jié)果(55)
2.6.6 故障預(yù)計仿真分析(64)
2.6.7 可靠性評價(66)
2.6.8 試驗結(jié)論(66)
參考文獻(66)
第3章 環(huán)境應(yīng)力篩選(67)
3.1 環(huán)境應(yīng)力篩選概述(67)
3.1.1 環(huán)境應(yīng)力篩選基本概念(67)
3.1.2 環(huán)境應(yīng)力篩選基本特性(68)
3.1.3 環(huán)境應(yīng)力篩選分類(69)
3.2 環(huán)境應(yīng)力篩選應(yīng)力及剪裁(70)
3.2.1 主要篩選應(yīng)力介紹(70)
3.2.2 振動應(yīng)力量值的剪裁(71)
3.3 常規(guī)篩選(77)
3.3.1 適用標準(77)
3.3.2 一般要求(77)
3.3.3 篩選應(yīng)力條件(78)
3.3.4 一般實施過程(81)
3.3.5 應(yīng)用案例(85)
3.4 定量篩選(94)
3.4.1 定量篩選適用標準(94)
3.4.2 定量篩選參數(shù)及實施(95)
3.4.3 定量篩選典型篩選應(yīng)力及篩選強度(97)
3.4.4 環(huán)境應(yīng)力篩選加速效應(yīng)分析(102)
3.4.5 小結(jié)(108)
3.5 高加速應(yīng)力篩選(108)
3.5.1 傳統(tǒng)篩選技術(shù)面臨的問題(108)
3.5.2 高加速應(yīng)力篩選特點(110)
3.5.3 高加速應(yīng)力篩選試驗設(shè)備特征(111)
3.5.4 高加速應(yīng)力篩選方案設(shè)計(112)
3.5.5 高加速應(yīng)力篩選實施注意事項(117)
3.5.6 高加速應(yīng)力篩選應(yīng)用案例(118)
參考文獻(121)
第4章 可靠性強化試驗(122)
4.1 可靠性強化試驗概述(122)
4.2 可靠性強化試驗基本原理(122)
4.3 可靠性強化試驗設(shè)備特點(124)
4.4 可靠性強化試驗方案設(shè)計(125)
4.4.1 受試產(chǎn)品要求(125)
4.4.2 試驗應(yīng)力的選擇(126)
4.4.3 應(yīng)力極限(128)
4.4.4 試驗剖面設(shè)計(129)
4.5 可靠性強化試驗的實施(131)
4.5.1 試驗前準備工作(133)
4.5.2 試驗執(zhí)行(134)
4.5.3 試驗記錄及故障處理(144)
4.5.4 試驗后工作(146)
4.6 可靠性強化試驗應(yīng)用案例(147)
4.6.1 受試產(chǎn)品介紹(147)
4.6.2 試驗方案設(shè)計(147)
4.6.3 試驗的實施(148)
4.6.4 試驗結(jié)果(151)
4.7 小結(jié)(153)
參考文獻(154)
第5章 可靠性鑒定試驗(155)
5.1 可靠性鑒定試驗概述(155)
5.2 可靠性鑒定試驗方案設(shè)計(155)
5.2.1 統(tǒng)計試驗方案分類(155)
5.2.2 統(tǒng)計試驗方案原理(156)
5.2.3 試驗方案選取原則(158)
5.2.4 統(tǒng)計方案參數(shù)的確定(158)
5.3 可靠性鑒定試驗剖面設(shè)計(160)
5.3.1 剖面設(shè)計基本原則(161)
5.3.2 剖面設(shè)計流程(161)
5.3.3 確定試驗剖面的方法(162)
5.3.4 利用實測數(shù)據(jù)設(shè)計剖面的要點(166)
5.3.5 試驗剖面案例(169)
5.4 可靠性鑒定試驗實施(170)
5.4.1 可靠性鑒定試驗流程(170)
5.4.2 試驗前準備工作(170)
5.4.3 試驗執(zhí)行(173)
5.4.4 試驗后工作(176)
5.4.5 故障分析與處理(176)
5.4.6 試驗數(shù)據(jù)處理(178)
5.5 可靠性鑒定試驗注意事項(181)
第6章 可靠性綜合評價(182)
6.1 可靠性綜合評價概述(182)
6.2 多源可靠性數(shù)據(jù)收集(184)
6.2.1 信息收集范圍(184)
6.2.2 信息質(zhì)量要求(185)
6.2.3 信息收集過程(185)
6.2.4 信息傳遞(185)
6.2.5 信息分析(186)
6.2.6 信息審核(186)
6.2.7 信息有效性確認(186)
6.2.8 獲取的多源可靠性數(shù)據(jù)(187)
6.3 可靠性綜合評價的準備工作(187)
6.3.1 產(chǎn)品壽命分布函數(shù)的確定(187)
6.3.2 數(shù)據(jù)充分度的確定(188)
6.3.3 信息環(huán)境因子評價(188)
6.4 可靠性綜合評價方法(189)
6.4.1 基于內(nèi)外場結(jié)合試驗的可靠性綜合評價(189)
6.4.2 基于研制過程信息的可靠性綜合評價(192)
6.5 可靠性綜合評價案例(197)
6.5.1 基于內(nèi)外場結(jié)合試驗(197)
6.5.2 基于研制過程信息(202)
6.6 小結(jié)(203)
第7章 加速試驗與快速評價(204)
7.1 加速試驗概述(204)
7.2 加速試驗?zāi)康呐c分類(205)
7.2.1 加速試驗?zāi)康模?05)
7.2.2 加速試驗分類(205)
7.2.3 加速試驗技術(shù)核心(205)
7.3 整機加速試驗與快速評價整體解決方案(207)
7.3.1 整機歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法(208)
7.3.2 關(guān)鍵件加速試驗技術(shù)(218)
7.3.3 板級電路壽命特征檢測分析方法(226)
7.3.4 元器件壽命特征檢測分析方法(228)
7.4 整機加速試驗與快速評價應(yīng)用案例(230)
7.4.1 整機歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析(231)
7.4.2 關(guān)鍵件加速試驗(233)
7.4.3 板級電路壽命特征檢測分析(237)
7.4.4 元器件壽命特征檢測分析(238)
7.4.5 整機可靠性綜合分析(242)
7.4.6 整機使用壽命結(jié)論(243)
參考文獻(243)
4.HASS
HASS是加速環(huán)境應(yīng)力篩選的一種形式。它代表了產(chǎn)品所經(jīng)歷的最嚴酷的環(huán)境,但通常持續(xù)很有限的一段時間。HASS是為達到“技術(shù)的根本極限”而設(shè)計的。此時,應(yīng)力的微小增加就會導致失效數(shù)的大量增加。這種根本極限的一個例子是塑料的軟化點。
5.HAST
隨著近年來電子技術(shù)的高速發(fā)展,幾年前出現(xiàn)的加速試驗可能不再適應(yīng)當今的技術(shù)了,尤其是那些專門針對微電子產(chǎn)品的加速試驗。例如,由于塑料集成電路包的發(fā)展,現(xiàn)在用傳統(tǒng)的、普遍被接受的85℃/85%RH的溫度/濕度試驗需要花上千小時才能檢測出新式集成電路的失效。在大多數(shù)情況下,試驗樣本在整個試驗中不發(fā)生任何失效,不發(fā)生失效的試驗是說明不了什么問題的,而產(chǎn)品在使用中必定會偶爾失效,因此需要進一步改進加速試驗。HSAT就是為代替老的溫度/濕度試驗而開發(fā)的方法。
1.7.2.6在加速試驗中應(yīng)當注意的問題
加速試驗?zāi)P褪菍Ξa(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下及一個或多個加速應(yīng)力水平下的關(guān)鍵因素進行試驗而導出的。在使用加速環(huán)境時一定要極其注意,以便識別和正確確認在正常使用中將發(fā)生的失效和一般不會發(fā)生的失效,因為加速環(huán)境一般都使用遠高于現(xiàn)場使用時所預(yù)期的應(yīng)力水平,加速應(yīng)力會導致在實際使用中不可能出現(xiàn)的錯誤的失效機理。例如,將受試產(chǎn)品的溫度升高到超過材料性能改變的溫度點或休眠激活門限溫度時,就會導致在正常使用中不會發(fā)生的失效的發(fā)生。在這種情況下,解決這種失效只會增加產(chǎn)品的費用,可靠性卻不會有絲毫的提高。理解真正的失效機理來消除失效的根本原因才是極為重要的。