产品质量可靠性基础.ppt

可靠性基础 质量和可靠性 质量 可靠性 可靠性概念 可靠性定义 产品 规定的条件 规定的时间 规定的功能 可靠性基本术语 故障 应力 MTBF 失效率 维修性 可靠性试验 可靠性试验目的 可靠性试验 HALT HASS ORT 可靠性常见分布 Weibull 分布（威布尔分布） 威布尔分布是根据最弱环节模型或串联模型得到的，能充分反映材料缺陷和应力集中源对材料疲劳寿命的影响，而且具有递增的失效率，所以，将它作为材料或零件的寿命分布模型或给定寿命下的疲劳强度模型是合适的。 方程： 可靠性常见分布 对数正态分布 (Lognormal Distribution) 对数正态分布主要要用来描述圆柱螺旋弹簧、轴向受载螺栓、齿轮的接触疲劳及弯曲疲劳、轴以及钢、铝合金等的疲劳寿命分布 方程： 0 100 200 300 0 10 20 Frequency Log正态 若?值很小，則其變化接近常態分佈，其特徵是失效率函數隨時間增高，而後不久即降下，此現象猶如製造廠去除早夭期失效後出貨，篩選未清所遺漏之初期故障將會在使用初期即顯現，而後逐漸穩定的過程 寿命试验分类 定义 寿命试验： 评价分析产品的寿命特征的试验。 寿命试验分类 根据产品在试验中所处的状态，可分为工作寿命试验和贮存寿命试验 根据样品在试验中承受应力的强度，可分为正常寿命试验和加速寿命试验 按照寿命试验的目的术同，它可分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。前者是为了确定产品的可靠性指标是否符合标准或合同中规定的要求；后者则是用来评估产品的可靠性特征量，只需按规定的试验方法进行试验，并把试验结果写成试验报告 按照统计方法对可靠性数据要求不同，又可分为余数寿命试验和截尾寿命试验。前者需相当长的试验时间；后者又可根据截尾的方式分为定数截尾、定时截尾和逐次截尾寿命试验 加速寿命试验 定义 加速寿命试验： 用加大应力的方法促使样品在短期内失效，从而预测电子产品在正常储存条件或工作条件下的可靠性。 加速寿命试验应力分类 温度、功率、电压、电流或者振动、冲击、离心加速、时间度等。 常用试验方法包括：高温储存、高温工作、超功率工作、高温高湿储存等。其中，高温储存的加速寿命试验最容易成功，加电功率比较困难。 从应力施加方式，可分为恒定应力、步进应力和续进应力。 加速寿命试验 加速寿命试验的理论基础 电子元件及电子产品常选用温度作为加速应力变量，常用数学模型有： 阿列尼乌斯(Arrhenius)模型：1899年由阿列尼乌斯试验总结出来的化学反应速率与温度之间的关系，亦常用于电子元器件的寿命试验。 τ＝t0(F0)/t1(F0)=exp((E/k)(1/T0-1/T1)) 爱伦(Eyring)模型：阿列尼乌斯模型有一定的局限性，根据量子力学推导出的爱伦模型计算又太过复杂，故很少用到。同时，当激活能比较高时，爱伦方程与阿列尼乌斯方程差别不大。 以电应力为加速变量的加速模型 高温高湿加速模型 加速寿命试验 阿列尼乌斯(Arrhenius)模型 高温加速模型 高温高湿加速模型 Ea为激活能（eV）,k为玻尔兹曼常数且k=8.6*10E-5eV/K。T为绝对温度、RH指相对湿度（单位％）、下标u指常态、下标s指加速状态（如RHu^n指常态下相对湿度的n次方），一般情况下n取2。 Ea根据原材料的不同，有不同的取值，一般情况下： 氧化膜破坏 0.3Ev 离子性（SiO2中Na离子漂移） 1.0—1.4Ev 离子性（Si-SiO2界面的慢陷阱） 1.0eV 由于电迁移而断线 0.6eV 铝腐蚀 0.6—0.9eV 金属间化合物生长 0.5—0.7eV 阿列尼乌斯(Arrhenius)模型 1.00 25 00.57 298 40000 298 40000 1.08 26 00.57 299 37038 298 40000 1.16 27 00.57 300 34483 298 40000 1.25 28 00.57 301 32000 298 40000 1.34 29 00.57 302 29851 298 40000 1.44 30 0