可靠性測試認(rèn)證失效分析

　　產(chǎn)品可靠性測試是指產(chǎn)品或試樣材料在模擬某一自然環(huán)境使用條件下在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)所能達(dá)到的規(guī)定功能特性能力的加速試驗(yàn)手段?？煽啃愿叩漠a(chǎn)品，不僅可為企業(yè)節(jié)約成本、贏得客戶的信賴，而且有助于提高企業(yè)的品牌知名度，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。因此，各國在產(chǎn)品可靠性測試方面都制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)產(chǎn)品在使用過程中可能遇到的不同使用環(huán)境、并受到不同環(huán)境的應(yīng)力等因素來模擬環(huán)境加速試驗(yàn)，以評價(jià)產(chǎn)品或試樣材料的性能和適應(yīng)性，為科研人員、產(chǎn)品開發(fā)工程師提供產(chǎn)品或試樣材料在環(huán)境適應(yīng)性方面的量化技術(shù)指標(biāo)。

　　產(chǎn)品可靠性測試按其使用環(huán)境所受破壞的主要因素可分為力學(xué)環(huán)境測試、氣候環(huán)境測試，其工作原理是根據(jù)產(chǎn)品在一定的環(huán)境條件下可能遇到的氣候狀況、環(huán)境狀況、負(fù)載水平等一系列因素，通過一系列測試項(xiàng)目，綜合分析產(chǎn)品或試樣材料的性能，找到故障發(fā)生的原因，并采取消除、預(yù)防措施，從量化方面保證產(chǎn)品或試樣材料的質(zhì)量，確保產(chǎn)品或試樣材料的安全性和耐久性。

　　我公司配備先進(jìn)檢測儀器，擁有高素質(zhì)專業(yè)人才，為產(chǎn)品以及環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)禁用或限用微量物質(zhì)提供工定性和定量分析。

　　1.力學(xué)環(huán)境測試

　　力學(xué)環(huán)境測試，主要是模擬產(chǎn)品在運(yùn)輸、裝卸及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的振動、沖擊、跌落和碰撞等環(huán)境條件下，產(chǎn)品的性能是否能持續(xù)保持其可靠性或其包裝是否能起到保護(hù)產(chǎn)品的作用。

　　振動――正弦振動、共振、隨機(jī)振動；

　　根據(jù)振動的類型，振動試驗(yàn)主要分為正弦振動、隨機(jī)振動兩種；另外還有特殊振動：正弦+隨機(jī)振動、隨機(jī)+隨機(jī)振動，綻合振動：溫度+濕度+振動、低氣壓+振動等。

　　機(jī)械沖擊――半正弦波、后峰鋸齒波、矩形波；

　　機(jī)械沖擊（Shock），根據(jù)脈沖波形不同，可分為半正弦波、后峰鋸齒波和梯形波3個(gè)類型的沖擊。通過峰值加速度（acceleration）、脈沖持續(xù)時(shí)間（pulseduration）、沖擊方向（shockdirection）和沖擊次數(shù)（shocktimes）這四個(gè)指標(biāo)，確定產(chǎn)品抗沖擊的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和工作能力。

　　碰撞――半正弦波；

　　碰撞（Bump），則是根據(jù)峰值加速度（acceleration），脈沖持續(xù)時(shí)間（pulseduration）、沖擊方向（bumpdirection）、沖擊次數(shù)（bumptimes）等指標(biāo)衡量樣品經(jīng)過多次碰撞之后的性能。

　　跌落――自由跌落；

　　跌落（Drop），主要是考核包裝對樣品的保護(hù)能力或樣品抗摔能力。樣品的跌落高度一般為自由跌落高度，地面要求為混凝土或2cm左右的鐵（鋼）板。

　　恒定加速度――離心加速度。

　　恒定加速度（Acceleration），主要針對處于恒定加速下工作的元器件或相關(guān)結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，比如飛機(jī)、火箭啟動時(shí)高加速度時(shí)其內(nèi)部組件是否能保持正常運(yùn)行。

　　2. ?氣候環(huán)境測試

　　氣候環(huán)境的變化是產(chǎn)品可靠性中不可忽視的重要因素，氣候環(huán)境測試主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品對各種環(huán)境的適應(yīng)能力，在濕潤、干燥、高溫、低溫、連續(xù)溫度變化或溫度循環(huán)變化、日光老化、霉菌、氣體腐蝕和臭氧等氣候條件下使用或存儲的適應(yīng)性，因?yàn)樗鼤苯踊蜷g接影響產(chǎn)品的可靠性，所以產(chǎn)品是否可靠還必須用氣候環(huán)境試驗(yàn)來證明。

　　氣候環(huán)境測試項(xiàng)目主要包括：

　　氙燈光老化試驗(yàn)--Xenon-arc aging

　　紫外光老化試驗(yàn)--QUV aging

　　臭氧老化試驗(yàn)--Ozone aging

　　鹽霧腐蝕測試——Salt Spray Test

　　硫化試驗(yàn)--Sulphur resistance

　　低溫測試——LowTemperature Test

　　高溫測試——HighTemperature Test

　　高低溫變化測試（溫度沖擊試驗(yàn)）——TemperatureChangeTest

　　溫度循環(huán)測試——Temperature Cycle Test

　　溫濕度循環(huán)測試——Temperature & HumidityCycleTest

　　溫度+濕度+振動三綜合試驗(yàn)--Temperature & damp&vibration test

　　實(shí)際測試時(shí)，因?yàn)楦鳟a(chǎn)品本身屬性差別較大、使用環(huán)境相差也很大，企業(yè)可以根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)，適當(dāng)選取、增加一些項(xiàng)目來測試，也可以根據(jù)產(chǎn)品特定的使用環(huán)境與使用方法，自行設(shè)計(jì)一些新測試項(xiàng)目，以驗(yàn)證產(chǎn)品是否能長期工作。

　　由于產(chǎn)品壽命周期包含研發(fā)設(shè)計(jì)、小批量試產(chǎn)、批量生產(chǎn)三個(gè)不同的階段。在研發(fā)設(shè)計(jì)階段，測試條件最嚴(yán)苛、測試延續(xù)的時(shí)候最短；小批量試產(chǎn)階段，測試應(yīng)力適中、測試時(shí)間適中；批量生產(chǎn)階段，測試應(yīng)力最小、測試時(shí)間較短。為確保產(chǎn)品的質(zhì)量，企業(yè)不僅需要完成產(chǎn)品可靠性檢測，同時(shí)還需要內(nèi)部實(shí)施可靠性方案，確保產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期的工作性能不變，減少故障率。

　　3.測試項(xiàng)目

　　溫濕度可靠性測試

　　溫濕度儲存試驗(yàn)

　　溫濕度循環(huán)試驗(yàn)

　　耐低溫、耐高溫試驗(yàn)

　　溫度沖擊試驗(yàn)

　　快速溫變試驗(yàn)

　　機(jī)械應(yīng)力可靠性測試

　　振動試驗(yàn)（正弦、隨機(jī)、掃頻）

　　機(jī)械沖擊（半正弦、梯形）

　　碰撞試驗(yàn)

　　跌落試驗(yàn)

　　ISTA系列包裝運(yùn)輸試驗(yàn)

　　綜合應(yīng)力可靠性測試

　　三綜合（溫濕度+沖擊）

　　三綜合（溫濕度+碰撞）

　　三綜合（溫濕度+振動）

　　HALT/HASS

　　防護(hù)類及環(huán)境老化類測試

　　防水、防塵測試

　　防異物

　　混合氣體腐蝕測試

　　氙燈及紫外光照射

　　高空/低氣壓測試

　　高壓蒸煮

　　中性、酸性、交變鹽霧測試

　　常規(guī)失效分析

　　切片分析

　　染色起拔

　　錫須分析

　　C-SAM

　　X光檢測

　　SEM+EDX

　　元器件開封裝（Decap）

　　XPS

　　AES

　　SIMS

　　電子零部件性能測試

　　PCB SIR試驗(yàn)

　　離子污染測試

　　耐熱性測試

　　潮濕敏感性

　　可焊性

　　焊點(diǎn)推拉力

　　尺寸檢驗(yàn)

　　高分子材料性能測試

　　差熱分析儀（DSC）

　　熱重分析儀（TGA）

　　熱機(jī)械分析儀（TMA）

　　動態(tài)機(jī)械分析儀（DMA）

　　傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）

　　4.電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)

　　電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康耐ǔＳ腥缦聨追矫妫?/p>

　　? 在研制階段用以暴露試制產(chǎn)品各方面的缺陷，評價(jià)產(chǎn)品可靠性達(dá)到預(yù)定指標(biāo)的情況；

　　? 生產(chǎn)階段為監(jiān)控生產(chǎn)過程提供信息；

　　? 對定型產(chǎn)品進(jìn)行可靠性鑒定或驗(yàn)收；

　　? 暴露和分析產(chǎn)品在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下的失效規(guī)律及有關(guān)的失效模式和失效機(jī)理；

　　? 改進(jìn)產(chǎn)品可靠性，制定和改進(jìn)可靠性試驗(yàn)方案，為用戶選用產(chǎn)品提供依據(jù)。 對于不同的產(chǎn)品，為了達(dá)到不同的目的，可以選擇不同的可靠性試驗(yàn)方法。電子產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)有多種分類方法：

　　1.以環(huán)境條件來劃分：可分為包括各種應(yīng)力條件下的模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)；

　　2.以試驗(yàn)項(xiàng)目劃分：可分為環(huán)境試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)、加速試驗(yàn)和各種特殊試驗(yàn)；

　　3.按試驗(yàn)?zāi)康膩韯澐郑嚎煞譃楹Y選試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)；

　　4. 按試驗(yàn)性質(zhì)來劃分：可分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)。 通常把電子產(chǎn)品的可靠性試驗(yàn)歸納為五大類：環(huán)境試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)、篩選試驗(yàn)、現(xiàn)場使用試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)。

　　? 環(huán)境試驗(yàn)是考核產(chǎn)品在各種環(huán)境（振動、沖擊、離心、溫度、熱沖擊、潮熱、鹽霧、低氣壓等）條件下的適應(yīng)能力，是評價(jià)產(chǎn)品可靠性的重要試驗(yàn)方法之一。

　　? 壽命試驗(yàn)是研究產(chǎn)品壽命特征的方法，這種方法可在實(shí)驗(yàn)室模擬各種使用條件來進(jìn)行。壽命試驗(yàn)是可靠性試驗(yàn)中最重要最基本的項(xiàng)目之一，它是將產(chǎn)品放在特定的試驗(yàn)條件下考察其失效（損壞）隨時(shí)間變化規(guī)律。通過壽命試驗(yàn)，可以了解產(chǎn)品的壽命特征、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式。如結(jié)合失效分析，可進(jìn)一步弄清導(dǎo)致產(chǎn)品失效的主要失效機(jī)理，作為可靠性設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)測、改進(jìn)新產(chǎn)品質(zhì)量和確定合理的篩選、例行（批量保證）試驗(yàn)條件等的依據(jù)。如果為了縮短試驗(yàn)時(shí)間可在不改變失效機(jī)理的條件下用加大應(yīng)力的方法進(jìn)行試驗(yàn)，這就是加速壽命試驗(yàn)。通過壽命試驗(yàn)可以對產(chǎn)品的可靠性水平進(jìn)行評價(jià)，并通過質(zhì)量反饋來提高新產(chǎn)品可靠性水平。

　　? 篩選試驗(yàn)是一種對產(chǎn)品進(jìn)行全數(shù)檢驗(yàn)的非破壞性試驗(yàn)。其目的是為選擇具有一定特性的產(chǎn)品或剔早期失效的產(chǎn)品，以提高產(chǎn)品的使用可靠性。產(chǎn)品在制造過程中，由于材料的缺陷，或由于工藝失控，使部分產(chǎn)品出現(xiàn)所謂早期缺陷或故障，這些缺陷或故障若能及早剔除，就可以保證在實(shí)際使用時(shí)產(chǎn)品的可靠性水平?？煽啃院Y選試驗(yàn)的特點(diǎn)是：

　　1. 這種試驗(yàn)不是抽樣的而是100%試驗(yàn)；

　　2. 該試驗(yàn)可以提高合格品的總的可靠性水平，但不能提高產(chǎn)品的固有可靠性，即不能提高每個(gè)產(chǎn)品的壽命；

　　3. 不能簡單地以篩選淘汰率的高低來評價(jià)篩選效果。淘汰率高，有可能是產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)、元件、工藝等方面存在嚴(yán)重缺陷，但也有可能是篩選應(yīng)力強(qiáng)度太高。淘汰率低，有可能產(chǎn)品缺陷少，但也可能是篩選應(yīng)力的強(qiáng)度和試驗(yàn)時(shí)間不足造成的。通常以篩選淘汰率Q和篩選效果β值來評價(jià)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。

　　上述各種試驗(yàn)都是通過模擬現(xiàn)場條件來進(jìn)行的。模擬試驗(yàn)由于受設(shè)備條件的限制，往往只能對產(chǎn)品施加單一應(yīng)力，有時(shí)也可以施加雙應(yīng)力，這與實(shí)際使用環(huán)境條件有很大差異，因而未能如實(shí)地、全面地暴露產(chǎn)品的質(zhì)量情況。

　　? 現(xiàn)場使用試驗(yàn)則與上述各種試驗(yàn)不同，因?yàn)樗窃谑褂矛F(xiàn)場進(jìn)行，故最能真實(shí)地反映產(chǎn)品的可靠性問題，所獲得的數(shù)據(jù)對于產(chǎn)品的可靠性預(yù)測、設(shè)計(jì)和保證有很高價(jià)值。對制定可靠性試驗(yàn)計(jì)劃、驗(yàn)證可靠性試驗(yàn)方法和評價(jià)試驗(yàn)精確性，現(xiàn)場使用試驗(yàn)的作用則更大。

　　? ?鑒定試驗(yàn)是對產(chǎn)品的可靠性水平進(jìn)行評價(jià)時(shí)而做的試驗(yàn)。它是根據(jù)抽樣理論制定出來的抽樣方案，是在保證生產(chǎn)者不致使質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品被拒收的條件下進(jìn)行的抽樣試驗(yàn)。

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