《可靠性设计与试验》PPT课件

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1、第十二章可靠性设计与试验12.1概论12.2元器件的筛选12.3.电子产品的可靠性预计12.4降额设计12.5漂移失效（marginalfailure）的设计12.6机械可靠性概率设计:干涉理论12.7可靠性试验12.1概论在高费用及通货膨胀时代，获得有效的备用系统的关键是：在最低费用的基础上得到性能，可靠性及系统其它参数之间的折衷平衡。它们之间有一定的矛盾，这就要求设计人员能够掌握更新的设计方法，以较快的周期更新产品，设计人员必须使用户在产品的性能，可靠性，维修性及费用几个方面达到可接受的平衡关系。在确定了可靠性，维修性，费用，

2、性能的设计指标以后求解它们的最优方案。可靠性设计内容最大限度地提高固有可靠性，其中包括：原件的选择与管理，降额设计，参数设计与漂移设计，环境防护，贮备设计，设计的简化与分析，这些措施都有利于提高系统的固有可靠性。设计中考虑降低生产与使用过程中可靠性的退化问题，进行退化分析，维修设计措施，包括早期故障的判断，故障分析等。制定元件的筛选或老练方案，可靠性试验。元件选择及管理有以下几个内容：确定完成所需功能元件类型及预期的工作环境。确定元件的临界值，（额定值）,如果超过这个值有可能失效而出现危险情况等，确定元件的质量等级。

3、可靠性分配与优化设计，重要度分析也是设计中的重要任务。费用设计，费用的估计和分配技术。可靠性分配与优化可靠性审查与评估储备设计方法12.2元器件的筛选可靠性筛选的目的是尽快地缩短早期失效期并把失效率降低到可接受水平上。利用加速或增加应力条件温度可以加快筛选速度，表明同一种产品在不同条件下失效率不是相同的，因此在进行可靠性试验时就可以提高应力条件，使早期失效在较短的时间内剔除。可靠性筛选的特点可靠性筛选只能剔除一批元件中早期失效元件，而不能提高产品的可靠性的固有数值。例如工艺上的缺陷，设计上的问题无法从筛选中排除，还氧树脂

4、龟裂就是一例。经过筛选后的元件要求不产生失效机理和失效分布的变化，它是一种非破坏性试验。可靠性筛选是对100％元件进行试验，不是抽样试验。筛选分类检查筛选：显微镜检查,红外线非破坏检查,X射线非破坏检查密封性筛选：很多元器件是在密封条件才能正常，检查漏气是十分重要的一项提高可靠性的措施，如氦检或效射性检漏。环境应力筛选：振动加速度筛选,冲击加速度筛选,离心加速度筛选20000g~100000g加速度,温度冲击筛选（－40C~85C冲击锗器件）（－55C~125C冲击硅器件）寿命储存筛选:（i）高温储存筛选,（i

5、i）功率老化筛选应力筛选例如某厂半导体3DG32加300毫瓦功率进行摸底试验，得到试验时间与失效率的数据如表筛选中的PDA值控制技术PDA是PercentDefectiveAllowable的缩写。意为“批允许不合格率”。PDA不是试验方法，而是一种试验控制技术。PDA技术的引入使筛选的作用有一个质的飞跃。在引入前，筛选只是100%的“过筛”，不合格的全“筛”下去，合格的当然都将会使用，但这些合格器件的失效率仍是个未知数。PDA技术能部分解决这个问题。应用它能分辨出某批电路将来使用时失效率将较低，而某批电路“过筛”后的“合格”品失

6、效率仍高，仍然必须整批报废。PDA技术可简述①事先确定PDA的控制值，如质量S级的产品，PDA的控制值选3%，质量B级选5%等。②经规定的试验筛选后，有失效数为r，投入试验的产品数N，则定义批缺陷率P=r/N③将P与PDA值比较，如P值大，则该批拒收。如P值不大，则通过该试验。④P值直接反映试验前该批产品的可靠性水平，即当P值增加，产品可靠性急剧下降。例12-1：设，，／小时，从100个元件中，其中次品有10个，求达到系统／小时和0.0012／小时的筛选时间。12.3.电子产品的可靠性预计产品的可靠性预计是在产品定型过程中，从元器

7、件的可靠性参数，经过试验结果与理论的分析计算，对产品可能达到的可靠性水平进行一种预测过程。产品可靠性预计的目的是为了落实产品定量化的可靠性指标，为使产品达到规定的可靠性要求，并为今后改进产品的可靠性提供理论的基础。可靠性预计的目的1、定量地给出产品的可靠性预计指标；2、通过预计了解产品的各元器件之间的可靠性关系，并为改进和提高产品的可靠性提供依据；3、找出产品中的薄弱环节，为改进产品可靠性提供措施；4、通过可靠性预计与分配，节约开发费用；①可靠性预计的计数法表12-1半导体分立器件通用质量系数②可靠性预计的应力法③基本失效率的数学

8、模型例12.2：金属膜电阻，额定功率0.25W，20k，质量等级，环境温度50C，耗散功率0.1W，例12.3：固体钽电解电容器，质量等级，额定工作电压40v(直流)，额定电容量15，工作电压16v(直流)，环境温度70C，电容与电源之间回路电阻8