[发明专利]宇航元器件地面与在轨寿命结合性试验测试方法

说明书

技术领域

本发明属于元器件测试评估技术领域，特别涉及一种宇航元器件地面与在轨寿命结合性试验评估方法。

背景技术

航天器设计中选用的部分关键元器件无长寿命应用经历，而且其空间应用的失效率、可靠度等信息缺乏，存在一定可靠性隐患。另外，能否准确对其元器件可靠性水平进行评估和对失效率进行预计直接影响到对型号产品可靠性的预计与评估。

目前，应用标准中的可靠性预计数学模型可以进行关键元器件的可靠性/寿命预计，但是这种可靠性预计方法有局限性。在进行型号元器件的质量保证过程的考核试验中，发现部分元器件在某些环境条件下不能够达到其声称的寿命，面对实际情况，急需发展更为有效的可靠性评估方法。

因此有必要利用元器件失效机理分析和地面寿命试验的具体情况，同时结合在轨寿命试验来验证地面寿命预测的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供宇航元器件地面与在轨寿命结合性试验评估方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于包括如下几个步骤，

步骤1，进行地面加速寿命试验，其包括如下步骤：

步骤1.1，确定功率器件的加速试验的加速因子；

加速因子是加速器件寿命损耗的因素，对于功率器件，通过提高寿命试验的加速因子确保器件能够达到“浴盆曲线”的最后阶段从而进入损耗期；

“浴盆曲线”是指包括元器件在内一般产品的失效率随寿命周期而变化的曲线，其具有早期失效期、可用寿命期、损耗期三个阶段；

步骤1.1.1，选取GaAs微波功率器件；

步骤1.1.2，确定结温；对于GaAs微波功率器件其结温根据沟道热阻值和功耗计算；

步骤1.2，搭建加速寿命试验平台，设定测试时间、测试参数和测试条件；

步骤1.3，在不同加速因子条件下同时地面加速寿命试验；

试验在230℃、250℃和270℃的三个试验结温下开展，每个试验结温有8只样品，直至超过30%的样品失效终止试验。若失效数未达到总数的30%而经数据处理确认产品可靠性已达到指标要求，则可终止该试验；

步骤1.4，采用威布尔图估法进行数据处理；

步骤1.5，外推寿命；

步骤2，进行在轨试验，其包括如下步骤：

步骤2.1，在轨试验样品选定，当上述地面试验的最高试验结温下有一只GaAs微波功率器件失效时，则判断整体样本进入“浴盆曲线”的最后阶段，选取最低试验结温下一只未失效的GaAs微波功率器件作为在轨试验样品；

步骤2.2，装机飞行，将上述在轨试验样品装机进行在轨飞行，其他试验样品继续地面加速寿命试验；

步骤2.3，在轨监测，实时监测上述在轨试验样品的直流参数和微波参数变化，在时间轴上观察GaAs微波功率器件参数变化趋势和变化量；根据参数改变来预测GaAs微波功率器件的参数退化； 

步骤2.4，外推寿命，根据在轨试验样品的在轨试验情况，借用地面加速寿命试验得到的所述激活能                                                ，外推GaAs微波功率器件在结温为110℃的GaAs微波功率器件的寿命，即为所述在轨试验的器件的外推寿命；

步骤3，预计器件寿命水平。将所述第一步所述地面加速寿命试验的器件的外推寿命与第二步得到的所述在轨试验的器件的外推寿命比较，共同评估预计器件寿命水平。

一种非功率器件的地面与在轨寿命结合性试验评估方法，其特征在于包括如下几个步骤，

步骤1，进行地面加速寿命试验，其包括如下步骤：

步骤1.1，确定非功率器件的加速试验的加速应力；

对于非功率器件，以双极运放器件为例，其加速应力是温度；

步骤1.2，搭建加速寿命试验平台，选定可能的灵敏度退化参数；

步骤1.3，进行地面加速寿命试验，确定敏感参数；

通过参数退化的地面加速寿命试验使双极运放器件进入“浴盆曲线”的早期失效阶段，从而确定双极运放器件的可靠性和寿命并与时间呈灵敏退化的敏感参数；

步骤1.4，数据采集；

确定敏感参数后，在高稳定度的工作环境条件下，对在上述加速寿命试验中，该双极运放器件的敏感参数进行高精度测量并对测量数据进行高速采集，从而在短时间内获得敏感参数加速退化趋势；

步骤1.5，数据建模，确定敏感参数退化模型；