[发明专利]多失效模式下电子产品可靠性指标加速验证方法

说明书

本发明提供一种多失效模式下电子产品可靠性指标加速验证方法，该方法通过建立加速因子矩阵，对矩阵进行分析运算，在综合考虑多失效模式以及多应力水平的情况下，确定最优的加速因子用以指导加速试验设计；在此基础上，通过建立加速试验载荷谱，综合利用加速因子、试验时间以及产品的可靠性指标，最终确定合理的试验时间用以验证给定的可靠性指标；相较于传统可靠性验证试验，该方法能够有效缩短试验时间，降低试验费用。

技术领域

本发明属于加速试验领域，尤其涉及多失效模式下电子产品可靠性指标加速验证方法。

背景技术

电子产品的指标验证是保证产品质量和可靠性的关键环节，也是作为保障产品高可靠长寿命的有效手段，但随着科技水平的不断发展以及产品环境的日趋复杂，电子产品在指标验证方面面临诸多问题：(1)可靠性指标要求不断提高。当前电子装备的可靠性指标MTBF较以往产品提高了5-7倍，这对可靠性试验验证提出了巨大的挑战；(2)产品面临的使用环境日趋复杂。当前电子设备在使用过程中所经历的环境日趋复杂化，往往要面临温、湿、振等多种环境应力的综合作用，这对于电子设备适应复杂多变环境的能力要求越来越高；(3)多失效模式特征突显。由于使用环境的复杂多变，当前电子设备的失效模式并不以单一失效模式为主，而是处于多失效模式并存的状态。各失效模式的失效机理不尽相同，因此为产品在多失效模式下的研究工作提出了不小的挑战。由于当前电子产品可靠性指标的不断提高，传统寿命试验方法不能满足指标验证需求，工程上通常采用加速试验方法来进行验证。

目前的加速试验方法多针对单一应力、单一失效模式，而由于当前电子设备环境应力复杂，失效模式多样化，因此仅基于单应力、单失效模式的加速模型开展加速寿命试验，已经难以对电子产品可靠性做出有效评价。而由于不同种应力引起的电子产品失效的机理不一样，要建立多失效模式下的加速模型，必须了解产品本身的属性，如材料、几何特性等，同时还需要考虑不同应力之间的相互作用，要得到一个能真实描述实际情况的多失效模式加速模型存在着相当大的困难，且模型精度及其工程适用性难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多失效模式下对电子产品可靠性指标进行加速验证的方法。

针对上述技术问题，本发明提出了一种多失效模式下电子产品可靠性指标加速验证方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、分析造成产品失效的主要失效模式及其失效机理；

步骤2、根据步骤1中的分析结果，进一步分析并选取所述产品的敏感环境应力，用以进行试验条件设计；

步骤3、根据步骤2中选取的敏感环境应力，选择合适的加速模型，以描述所述产品失效时间与所经历的应力之间的数学关系；

步骤4、确定步骤3中选择的加速模型的相关参数，并计算不同加速条件相对于所述产品常规使用条件下的加速因子；

步骤5、根据步骤4计算得到的加速因子，建立加速因子矩阵，所述矩阵的列表示加速试验的应力水平，所述矩阵的行表示不同的失效模式，矩阵中的每一个数值表示产品在所述应力条件和所述失效模式下的加速因子；所述加速因子矩阵表达式如下：

式中，A_fnr为各失效模式在各应力水平下的加速因子，n为失效模式，r为应力水平；

步骤6、对步骤5所述加速因子矩阵进行运算：

步骤61、按照标准偏差最小理论确定加速应力水平，计算各所述应力水平下所述加速因子的标准偏差，计算公式如下：

取标准偏差最小的一组应力作为试验条件；

式中，1≤y≤r，σ_AF为加速因子标准偏差，A_fxy为各失效模式在各应力水平下的加速因子，n为失效模式总数，x为失效模式，y为应力水平；