《可靠性試驗(yàn)》適合于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量檢測(cè)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(xué)人員、認(rèn)證和檢測(cè)機(jī)構(gòu)技術(shù)人員的參考用書,還可作為高等院校學(xué)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(guó)際信息安全控制協(xié)會(huì)注冊(cè)信息安全經(jīng)理,美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)注冊(cè)質(zhì)量工程師;領(lǐng)導(dǎo)電子五所可靠性與環(huán)境工程中心,承擔(dān)近十項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)型號(hào)工程的可靠性技術(shù)支撐工作、上百項(xiàng)產(chǎn)品定型可靠性與環(huán)境試驗(yàn)評(píng)價(jià)工作。
第1章 可靠性試驗(yàn)概述(1)
1.1 可靠性試驗(yàn)?zāi)康模?)
1.2 可靠性試驗(yàn)工作項(xiàng)目(2)
1.3 可靠性試驗(yàn)分類(4)
1.3.1 按試驗(yàn)場(chǎng)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(yàn)的目的和性質(zhì)分類(6)
1.4 可靠性研制試驗(yàn)(7)
1.4.1 可靠性研制試驗(yàn)特點(diǎn)(8)
1.4.2 可靠性研制試驗(yàn)發(fā)展(8)
1.4.3 可靠性研制試驗(yàn)應(yīng)用對(duì)象(9)
1.4.4 可靠性研制試驗(yàn)應(yīng)用時(shí)機(jī)(9)
1.4.5 可靠性研制試驗(yàn)所用的應(yīng)力(9)
1.4.6 可靠性研制試驗(yàn)的工作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)(10)
1.5 可靠性定型試驗(yàn)(10)
1.5.1 可靠性設(shè)計(jì)定型試驗(yàn)(10)
1.5.2 可靠性生產(chǎn)定型試驗(yàn)(12)
1.6 壽命試驗(yàn)(14)
1.6.1 試驗(yàn)依據(jù)(14)
1.6.2 適用范圍與適用時(shí)機(jī)(14)
1.6.3 產(chǎn)品壽命參數(shù)(14)
1.6.4 產(chǎn)品壽命試驗(yàn)分類及方法(15)
1.6.5 試驗(yàn)室使用壽命試驗(yàn)(15)
1.6.6 綜合驗(yàn)證試驗(yàn)法(16)
1.7 可靠性試驗(yàn)新技術(shù)(20)
1.7.1 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)(20)
1.7.2 可靠性加速試驗(yàn)(22)
參考文獻(xiàn)(26)
第2章 可靠性仿真試驗(yàn)(27)
2.1 可靠性試驗(yàn)?zāi)康模?7)
2.2 可靠性仿真試驗(yàn)理論(28)
2.2.1 有限元法仿真理論(29)
2.2.2 故障預(yù)計(jì)仿真理論(35)
2.3 可靠性仿真試驗(yàn)工作內(nèi)容(37)
2.4 可靠性仿真試驗(yàn)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(jì)建模軟件要求(39)
2.5 可靠性仿真試驗(yàn)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(jī)建模(40)
2.5.3 應(yīng)力仿真分析(46)
2.5.4 故障預(yù)計(jì)仿真分析(48)
2.5.5 可靠性評(píng)價(jià)(48)
2.6 可靠性仿真試驗(yàn)應(yīng)用案例(51)
2.6.1 仿真試驗(yàn)對(duì)象簡(jiǎn)介(51)
2.6.2 CFD數(shù)字樣機(jī)建模(52)
2.6.3 FEA數(shù)字樣機(jī)建模(53)
2.6.4 模型修正與驗(yàn)證(55)
2.6.5 應(yīng)力仿真分析結(jié)果(55)
2.6.6 故障預(yù)計(jì)仿真分析(64)
2.6.7 可靠性評(píng)價(jià)(66)
2.6.8 試驗(yàn)結(jié)論(66)
參考文獻(xiàn)(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(dòng)應(yīng)力量值的剪裁(71)
3.3 常規(guī)篩選(77)
3.3.1 適用標(biāo)準(zhǔn)(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(shí)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(biāo)準(zhǔn)(94)
3.4.2 定量篩選參數(shù)及實(shí)施(95)
3.4.3 定量篩選典型篩選應(yīng)力及篩選強(qiáng)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(diǎn)(110)
3.5.3 高加速應(yīng)力篩選試驗(yàn)設(shè)備特征(111)
3.5.4 高加速應(yīng)力篩選方案設(shè)計(jì)(112)
3.5.5 高加速應(yīng)力篩選實(shí)施注意事項(xiàng)(117)
3.5.6 高加速應(yīng)力篩選應(yīng)用案例(118)
參考文獻(xiàn)(121)
第4章 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)(122)
4.1 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)概述(122)
4.2 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)基本原理(122)
4.3 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)設(shè)備特點(diǎn)(124)
4.4 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(125)
4.4.1 受試產(chǎn)品要求(125)
4.4.2 試驗(yàn)應(yīng)力的選擇(126)
4.4.3 應(yīng)力極限(128)
4.4.4 試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)(129)
4.5 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)的實(shí)施(131)
4.5.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作(133)
4.5.2 試驗(yàn)執(zhí)行(134)
4.5.3 試驗(yàn)記錄及故障處理(144)
4.5.4 試驗(yàn)后工作(146)
4.6 可靠性強(qiáng)化試驗(yàn)應(yīng)用案例(147)
4.6.1 受試產(chǎn)品介紹(147)
4.6.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(147)
4.6.3 試驗(yàn)的實(shí)施(148)
4.6.4 試驗(yàn)結(jié)果(151)
4.7 小結(jié)(153)
參考文獻(xiàn)(154)
第5章 可靠性鑒定試驗(yàn)(155)
5.1 可靠性鑒定試驗(yàn)概述(155)
5.2 可靠性鑒定試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)(155)
5.2.1 統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案分類(155)
5.2.2 統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案原理(156)
5.2.3 試驗(yàn)方案選取原則(158)
5.2.4 統(tǒng)計(jì)方案參數(shù)的確定(158)
5.3 可靠性鑒定試驗(yàn)剖面設(shè)計(jì)(160)
5.3.1 剖面設(shè)計(jì)基本原則(161)
5.3.2 剖面設(shè)計(jì)流程(161)
5.3.3 確定試驗(yàn)剖面的方法(162)
5.3.4 利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)剖面的要點(diǎn)(166)
5.3.5 試驗(yàn)剖面案例(169)
5.4 可靠性鑒定試驗(yàn)實(shí)施(170)
5.4.1 可靠性鑒定試驗(yàn)流程(170)
5.4.2 試驗(yàn)前準(zhǔn)備工作(170)
5.4.3 試驗(yàn)執(zhí)行(173)
5.4.4 試驗(yàn)后工作(176)
5.4.5 故障分析與處理(176)
5.4.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理(178)
5.5 可靠性鑒定試驗(yàn)注意事項(xiàng)(181)
第6章 可靠性綜合評(píng)價(jià)(182)
6.1 可靠性綜合評(píng)價(jià)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(rèn)(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(píng)價(jià)的準(zhǔn)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(píng)價(jià)(188)
6.4 可靠性綜合評(píng)價(jià)方法(189)
6.4.1 基于內(nèi)外場(chǎng)結(jié)合試驗(yàn)的可靠性綜合評(píng)價(jià)(189)
6.4.2 基于研制過程信息的可靠性綜合評(píng)價(jià)(192)
6.5 可靠性綜合評(píng)價(jià)案例(197)
6.5.1 基于內(nèi)外場(chǎng)結(jié)合試驗(yàn)(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(yàn)與快速評(píng)價(jià)(204)
7.1 加速試驗(yàn)概述(204)
7.2 加速試驗(yàn)?zāi)康呐c分類(205)
7.2.1 加速試驗(yàn)?zāi)康模?05)
7.2.2 加速試驗(yàn)分類(205)
7.2.3 加速試驗(yàn)技術(shù)核心(205)
7.3 整機(jī)加速試驗(yàn)與快速評(píng)價(jià)整體解決方案(207)
7.3.1 整機(jī)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法(208)
7.3.2 關(guān)鍵件加速試驗(yàn)技術(shù)(218)
7.3.3 板級(jí)電路壽命特征檢測(cè)分析方法(226)
7.3.4 元器件壽命特征檢測(cè)分析方法(228)
7.4 整機(jī)加速試驗(yàn)與快速評(píng)價(jià)應(yīng)用案例(230)
7.4.1 整機(jī)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(231)
7.4.2 關(guān)鍵件加速試驗(yàn)(233)
7.4.3 板級(jí)電路壽命特征檢測(cè)分析(237)
7.4.4 元器件壽命特征檢測(cè)分析(238)
7.4.5 整機(jī)可靠性綜合分析(242)
7.4.6 整機(jī)使用壽命結(jié)論(243)
參考文獻(xiàn)(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(yán)酷的環(huán)境,但通常持續(xù)很有限的一段時(shí)間。HASS是為達(dá)到“技術(shù)的根本極限”而設(shè)計(jì)的。此時(shí),應(yīng)力的微小增加就會(huì)導(dǎo)致失效數(shù)的大量增加。這種根本極限的一個(gè)例子是塑料的軟化點(diǎn)。
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(yàn)可能不再適應(yīng)當(dāng)今的技術(shù)了,尤其是那些專門針對(duì)微電子產(chǎn)品的加速試驗(yàn)。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(yàn)需要花上千小時(shí)才能檢測(cè)出新式集成電路的失效。在大多數(shù)情況下,試驗(yàn)樣本在整個(gè)試驗(yàn)中不發(fā)生任何失效,不發(fā)生失效的試驗(yàn)是說明不了什么問題的,而產(chǎn)品在使用中必定會(huì)偶爾失效,因此需要進(jìn)一步改進(jìn)加速試驗(yàn)。HSAT就是為代替老的溫度/濕度試驗(yàn)而開發(fā)的方法。
1.7.2.6在加速試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)注意的問題
加速試驗(yàn)?zāi)P褪菍?duì)產(chǎn)品在正常應(yīng)力水平下及一個(gè)或多個(gè)加速應(yīng)力水平下的關(guān)鍵因素進(jìn)行試驗(yàn)而導(dǎo)出的。在使用加速環(huán)境時(shí)一定要極其注意,以便識(shí)別和正確確認(rèn)在正常使用中將發(fā)生的失效和一般不會(huì)發(fā)生的失效,因?yàn)榧铀侪h(huán)境一般都使用遠(yuǎn)高于現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)所預(yù)期的應(yīng)力水平,加速應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際使用中不可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤的失效機(jī)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(diǎn)或休眠激活門限溫度時(shí),就會(huì)導(dǎo)致在正常使用中不會(huì)發(fā)生的失效的發(fā)生。在這種情況下,解決這種失效只會(huì)增加產(chǎn)品的費(fèi)用,可靠性卻不會(huì)有絲毫的提高。理解真正的失效機(jī)理來消除失效的根本原因才是極為重要的。