可靠性测试认证失效分析

　　产品可靠性测试是指产品或试样材料在模拟某一自然环境使用条件下在规定的时间内所能达到的规定功能特性能力的加速试验手段。可靠性高的产品，不仅可为企业节约成本、赢得客户的信赖，而且有助于提高企业的品牌知名度，增强产品的市场竞争力。因此，各国在产品可靠性测试方面都制订了相应的标准。根据产品在使用过程中可能遇到的不同使用环境、并受到不同环境的应力等因素来模拟环境加速试验，以评价产品或试样材料的性能和适应性，为科研人员、产品开发工程师提供产品或试样材料在环境适应性方面的量化技术指标。

　　产品可靠性测试按其使用环境所受破坏的主要因素可分为力学环境测试、气候环境测试，其工作原理是根据产品在一定的环境条件下可能遇到的气候状况、环境状况、负载水平等一系列因素，通过一系列测试项目，综合分析产品或试样材料的性能，找到故障发生的原因，并采取消除、预防措施，从量化方面保证产品或试样材料的质量，确保产品或试样材料的安全性和耐久性。

　　我公司配备先进检测仪器，拥有高素质专业人才，为产品以及环境监测等行业禁用或限用微量物质提供工定性和定量分析。

　　1.力学环境测试

　　力学环境测试，主要是模拟产品在运输、装卸及运行过程中出现的振动、冲击、跌落和碰撞等环境条件下，产品的性能是否能持续保持其可靠性或其包装是否能起到保护产品的作用。

　　振动――正弦振动、共振、随机振动；

　　根据振动的类型，振动试验主要分为正弦振动、随机振动两种；另外还有特殊振动：正弦+随机振动、随机+随机振动，绽合振动：温度+湿度+振动、低气压+振动等。

　　机械冲击――半正弦波、后峰锯齿波、矩形波；

　　机械冲击（Shock），根据脉冲波形不同，可分为半正弦波、后峰锯齿波和梯形波3个类型的冲击。通过峰值加速度（acceleration）、脉冲持续时间（pulseduration）、冲击方向（shockdirection）和冲击次数（shocktimes）这四个指标，确定产品抗冲击的结构强度和工作能力。

　　碰撞――半正弦波；

　　碰撞（Bump），则是根据峰值加速度（acceleration），脉冲持续时间（pulseduration）、冲击方向（bumpdirection）、冲击次数（bumptimes）等指标衡量样品经过多次碰撞之后的性能。

　　跌落――自由跌落；

　　跌落（Drop），主要是考核包装对样品的保护能力或样品抗摔能力。样品的跌落高度一般为自由跌落高度，地面要求为混凝土或2cm左右的铁（钢）板。

　　恒定加速度――离心加速度。

　　恒定加速度（Acceleration），主要针对处于恒定加速下工作的元器件或相关结构件的内部结构的强度，比如飞机、火箭启动时高加速度时其内部组件是否能保持正常运行。

　　2.  气候环境测试

　　气候环境的变化是产品可靠性中不可忽视的重要因素，气候环境测试主要是检验产品对各种环境的适应能力，在湿润、干燥、高温、低温、连续温度变化或温度循环变化、日光老化、霉菌、气体腐蚀和臭氧等气候条件下使用或存储的适应性，因为它会直接或间接影响产品的可靠性，所以产品是否可靠还必须用气候环境试验来证明。

　　气候环境测试项目主要包括：

　　氙灯光老化试验--Xenon-arc aging

　　紫外光老化试验--QUV aging

　　臭氧老化试验--Ozone aging

　　盐雾腐蚀测试——Salt Spray Test

　　硫化试验--Sulphur resistance

　　低温测试——LowTemperature Test

　　高温测试——HighTemperature Test

　　高低温变化测试（温度冲击试验）——TemperatureChangeTest

　　温度循环测试——Temperature Cycle Test

　　温湿度循环测试——Temperature & HumidityCycleTest

　　温度+湿度+振动三综合试验--Temperature & damp&vibration test

　　实际测试时，因为各产品本身属性差别较大、使用环境相差也很大，企业可以根据产品的特点，适当选取、增加一些项目来测试，也可以根据产品特定的使用环境与使用方法，自行设计一些新测试项目，以验证产品是否能长期工作。

　　由于产品寿命周期包含研发设计、小批量试产、批量生产三个不同的阶段。在研发设计阶段，测试条件最严苛、测试延续的时候最短；小批量试产阶段，测试应力适中、测试时间适中；批量生产阶段，测试应力最小、测试时间较短。为确保产品的质量，企业不仅需要完成产品可靠性检测，同时还需要内部实施可靠性方案，确保产品在整个寿命周期的工作性能不变，减少故障率。

　　3.测试项目

　　温湿度可靠性测试

　　温湿度储存试验

　　温湿度循环试验

　　耐低温、耐高温试验

　　温度冲击试验

　　快速温变试验

　　机械应力可靠性测试

　　振动试验（正弦、随机、扫频）

　　机械冲击（半正弦、梯形）

　　碰撞试验

　　跌落试验

　　ISTA系列包装运输试验

　　综合应力可靠性测试

　　三综合（温湿度+冲击）

　　三综合（温湿度+碰撞）

　　三综合（温湿度+振动）

　　HALT/HASS

　　防护类及环境老化类测试

　　防水、防尘测试

　　防异物

　　混合气体腐蚀测试

　　氙灯及紫外光照射

　　高空/低气压测试

　　高压蒸煮

　　中性、酸性、交变盐雾测试

　　常规失效分析

　　切片分析

　　染色起拔

　　锡须分析

　　C-SAM

　　X光检测

　　SEM+EDX

　　元器件开封装（Decap）

　　XPS

　　AES

　　SIMS

　　电子零部件性能测试

　　PCB SIR试验

　　离子污染测试

　　耐热性测试

　　潮湿敏感性

　　可焊性

　　焊点推拉力

　　尺寸检验

　　高分子材料性能测试

　　差热分析仪（DSC）

　　热重分析仪（TGA）

　　热机械分析仪（TMA）

　　动态机械分析仪（DMA）

　　傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）

　　4.电子产品可靠性试验

　　电子产品可靠性试验试验目的通常有如下几方面：

　　♦ 在研制阶段用以暴露试制产品各方面的缺陷，评价产品可靠性达到预定指标的情况；

　　♦ 生产阶段为监控生产过程提供信息；

　　♦ 对定型产品进行可靠性鉴定或验收；

　　♦ 暴露和分析产品在不同环境和应力条件下的失效规律及有关的失效模式和失效机理；

　　♦ 改进产品可靠性，制定和改进可靠性试验方案，为用户选用产品提供依据。 对于不同的产品，为了达到不同的目的，可以选择不同的可靠性试验方法。电子产品的可靠性试验有多种分类方法：

　　1.以环境条件来划分：可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验；

　　2.以试验项目划分：可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验；

　　3.按试验目的来划分：可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验；

　　4. 按试验性质来划分：可分为破坏性试验和非破坏性试验。 通常把电子产品的可靠性试验归纳为五大类：环境试验、寿命试验、筛选试验、现场使用试验、鉴定试验。

　　♦ 环境试验是考核产品在各种环境（振动、冲击、离心、温度、热冲击、潮热、盐雾、低气压等）条件下的适应能力，是评价产品可靠性的重要试验方法之一。

　　♦ 寿命试验是研究产品寿命特征的方法，这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一，它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏）随时间变化规律。通过寿命试验，可以了解产品的寿命特征、失效规律、失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。如结合失效分析，可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理，作为可靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行（批量保证）试验条件等的依据。如果为了缩短试验时间可在不改变失效机理的条件下用加大应力的方法进行试验，这就是加速寿命试验。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价，并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。

　　♦ 筛选试验是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。其目的是为选择具有一定特性的产品或剔早期失效的产品，以提高产品的使用可靠性。产品在制造过程中，由于材料的缺陷，或由于工艺失控，使部分产品出现所谓早期缺陷或故障，这些缺陷或故障若能及早剔除，就可以保证在实际使用时产品的可靠性水平。可靠性筛选试验的特点是：

　　1. 这种试验不是抽样的而是100%试验；

　　2. 该试验可以提高合格品的总的可靠性水平，但不能提高产品的固有可靠性，即不能提高每个产品的寿命；

　　3. 不能简单地以筛选淘汰率的高低来评价筛选效果。淘汰率高，有可能是产品本身的设计、元件、工艺等方面存在严重缺陷，但也有可能是筛选应力强度太高。淘汰率低，有可能产品缺陷少，但也可能是筛选应力的强度和试验时间不足造成的。通常以筛选淘汰率Q和筛选效果β值来评价筛选方法的优劣。合理的筛选方法应该是β值较大，而Q值适中。

　　上述各种试验都是通过模拟现场条件来进行的。模拟试验由于受设备条件的限制，往往只能对产品施加单一应力，有时也可以施加双应力，这与实际使用环境条件有很大差异，因而未能如实地、全面地暴露产品的质量情况。

　　♦ 现场使用试验则与上述各种试验不同，因为它是在使用现场进行，故最能真实地反映产品的可靠性问题，所获得的数据对于产品的可靠性预测、设计和保证有很高价值。对制定可靠性试验计划、验证可靠性试验方法和评价试验精确性，现场使用试验的作用则更大。

　　♦  鉴定试验是对产品的可靠性水平进行评价时而做的试验。它是根据抽样理论制定出来的抽样方案，是在保证生产者不致使质量符合标准的产品被拒收的条件下进行的抽样试验。

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