附录3可靠性试验规范8.docx

附录3可靠性试验规范8.docx

《附录3可靠性试验规范8.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《附录3可靠性试验规范8.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

附录3可靠性试验规范8

附录3.产品可靠性试验规范（参考模版）

文件编号:

KK-SY

版本号:

日期:

2014年06月20日

1、可靠性试验目的与要求

内容的编写参见《可靠性工作技术标准》第8章的要求。

本规范可作为编制具体产品可靠性试验规范和试验实施方案的参考依据。

1.1试验条件（举例）

1）环境温度:

5℃-40℃；

2）相对湿度:

不大于70%；

3）远离强电磁场干扰源，避免强光直接照射；

4）电源电压：

～100V--～242V；电源频率：

50Hz±1Hz；

5）良好的保护接地环境

6）仪器状态：

正常工作位置。

2、可靠性试验项目

对不同产品或不同试验目的，可根据实际要求选择以下适用的试验项目。

2.1环境应力筛选试验

一、适用范围

环境应力筛选试验适用于公司采购的重要电子元器件、机械另部件或样机（如：

微处理芯片、故障率较高的PCB焊接板、液晶屏驱动板、电磁阀、泵等）。

环境应力筛选试验适于新品设计、样机研发（或改进）阶段，属于可靠性增长试验。

二、试验目的

因为在每一批元器件中，总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点，并在一定的应力条件下表现为早期失效。

对元器件进行筛选就是要设法把具有早期失效的元器件、零部件尽可能地加以剔除，从而提高整机的可靠性。

筛选试验一般是通过施加大于额定应力的办法剔除劣质元器件以减少早期失效率，即在早期筛选出不耐用的元件或器件。

所以在装机前对关键元器件进行环境应力筛选非常重要。

三、试验数量及实验场所

根据实际情况而定如：

关键、重要原器件和部件100%。

其余可抽取（10-50）%，至少2件。

实验场所：

本公司质控部实验室或外委托有资质实验室进行。

四、筛选方案的设计原则

原则是：

筛选时的方法、应力大小和时间的确定要统筹考虑。

既要剔除不合格的产品、又不能将好的产品损坏。

1）理想的筛选应达到：

使筛选效率（W）=1，筛选损耗率（L）=0，这样才能达到筛选的目的，即不漏掉次品也不损坏好品。

筛选淘汰率（Q）值大小反映了本批产品存在问题的大小，Q值越大，表示这批产品筛选前的可靠性越差。

其中：

筛选效率（W）＝剔除次品数/实际次品数；

筛选损耗率（L）＝好品损坏数/实际好品数；

筛选淘汰率（Ｑ）＝剔降次品数/筛选试验的产品总数。

2）安排元器件筛选试验的先后次序原则是：

a）失效概率最大的筛选方法首先做。

b）当一种失效模式可以与其他失效模式产生关联时，应将此失效模式的筛选放在前面。

c）考虑经济性，便宜的先做，代价高的后做。

d）考虑时间性，时间短的先做，时间长的后做。

e）测试顺序的安排是：

后面的参数能够检查元器件经前面参数测试后可能产生的变化如：

对有耐电压、绝缘电阻测试要求的元器件，耐压在前、绝缘在后；对有击穿电压和漏电流测试要求的元器件，击穿电压在前，漏电流在后；功能参数最后测试。

五、几种常用的筛选项目

可根据产品的特点和试验目的选择以下筛选项目。

5.1外观检查：

用10倍放大镜检查外形、引线及材料有无缺陷。

见通用技术文件《采购材料包装、外形的常规检验》

5.2高温贮存（非工作状态）

电子元器件的失效大多数是由于体内和表面的各种物理化学变化所引起，它们与温度有密切的关系。

温度升高以后，化学反应速度大大加快，失效过程也得到加速。

使得有缺陷的元器件能及时暴露，予以剔除。

高温筛选在半导体器件上被广泛采用，它能有效地剔除具有表面沾污、键合不良、氧化层有缺陷等失效机理的器件，通常在最高结温下贮存24-168小时（见参考资料）。

高温筛选简单易行，费用不大，在许多元器件上都可以施行。

通过高温贮存以后还可以使元器件的参数性能稳定下来，减少使用中的参数漂移。

各种元器件的热应力和筛选时间要适当选择，以免产生新的失效。

5.3高低温度循环

电子产品在使用过程中会遇到不同的环境温度条件，在热胀冷缩的应力作用下，热匹配性能差的元器件就容易失效。

温度循环筛选利用了极端高温和极端低温间的热胀冷缩应力，能有效的剔除有热性能缺陷的产品。

元器件常用的筛选条件是－50℃～＋125℃（应参照产品标准规定的极限值），循环5～10次。

5.4电应力老炼（工作状态）

　　筛选时，在热应力、电应力的共同作用下，能很好地暴露元器件体内和表面的多种潜在缺陷，它是可靠性筛选的一个重要项目。

各种电子元器件通常在额定功率条件下老炼几小时至100小时以上，有些产品，如集成电路，不能随便改变条件，但可以采用环境高温方式来提高工作结温，达到高应力状态。

各种元器件

的电应力要适当选择，可以等于或稍高于额定条件，以不引人新的失效机理为原则。

功率老炼需要专门的试验设备，其费用较高，筛选时间不宜过长，民用产品通常为几个小时。

5.5离心加速度（非工作状态）

离心加速度试验又称恒定应力加速度试验。

这项筛选通常在半导体器件上进行，把利用高速旋转产生的离心力作用于器件上，可以剔除键合强度过弱、内引线匹配不良和装架不良的器件，通常选用20000g，离心加速度持续试验一分钟。

5.6监控振动试验

如果产品通电工作时，同时处于剧烈震动的环境（如装在车、船上）中，应进行该实验。

在对产品进行振动或冲击试验的同时进行电性能的监测常被称为监控振动或监控冲击试验。

这项试验能模拟产品使用过程中的振动、冲击环境，能有效地剔除瞬时短路、断路等机械结构不良的元器件以及整机中的虚焊、接触不良等故障。

在高可靠继电器、接插件以及在通电时承受剧烈震动的设备中，监控振动试验是一项重要的筛选项目。

典型的振动条件是：

频率（0～1000）Hz，加速度2～20g，扫描1～2周期，应在共振点附近延长振动试验时间（10-30分钟），也可参考GB14710表1-Ⅲ组的规定。

典型的冲击筛选条件是1500g-3000g,冲击3～5次，这项试验仅适用于元器件。

监控振动和冲击需要专门的试验设备，优选监控振动。

如果没有专用监控振动设备，可用普通振动设备进行，但应规定在震动过程中进行停振监测，产品正常时再继续振动试验。

振动试验结束后再次进行监测。

注：

根据实际需要，可以在非工作状态下进行振动或冲击试验。

5.7筛选后的测试

a）安全性能测试（包括绝缘电阻、耐压或漏电流等测试），按产品标准规定进行。

b）功能测试：

按产品标准规定进行。

c）做出合格或不合格的判定。

5.8几种电子元器件的筛选程序（参考资料）

5.8.1二极管典型筛选程序

　　常用的半导体二极管有整流、开关、稳压、检波和双基极等类型，典型的筛选程序如下:

（1）高温储存:

锗管100℃、硅管150℃,96h。

（2）温度循环:

锗管-55℃-+85℃,5次;硅管-55℃～+125℃,5次。

　　（3）敲变:

用硬橡胶锤敲3～5次，同时用图示仪监视正向特性曲线。

　　（4）跌落:

在80cm高度，按自由落体到玻璃板上5～15次。

（5）电功率老炼:

①开关管:

1.5倍额定正向电流，12小时；

②稳压管:

1～1.5倍额定功率，12小时；

③检波整流管:

1～1.5倍额定电流，12小时；

④双基极二极管:

额定功率老炼12小时。

　　（6）高温反偏:

锗管70 C，硅管125 C,额定反向电压2小时，漏电流不超过规范值。

　　（7）高温测试:

锗管70℃，硅管125℃，工作正常。

　　（8）低温测试:

－55℃，工作正常。

（9）外观检查:

用显微镜或放大镜检查外观质量，剔除玻璃碎裂等有缺陷的管子。

5.8.2.三极管典型筛选程序

　　外观检查--高温储存—温度循环—跌落（大功率管不做）—功率老炼—高低温测试（有要求时做）—常温测试—检漏—外观检查。

（1）高温储存:

锗管100℃、硅管175 ℃,96小时。

（2）功率老化:

小功率管加功率至结温Tjm，老炼24小时，高频管要注意消除有害的高频振荡，以免管子hFE退化。

5.8.3半导体集成电路典型筛选程序

　　外观检查—高温储存—温度循环—（跌落）—离心—高温功率老炼—高温测试—低温测试—检漏—外观检查—常温测试。

（1）高温储存:

85℃～175℃,96小时。

（2）离心:

20000g,1分钟

　　（3）高温功率老炼:

85℃,96小时，在额定电压、额定负载下动态老炼。

　　电子元器件的筛选重点应放在可靠性筛选上，具体的筛选程序可根据元器件的结构特点、失效模式及使用要求灵活制订。

筛选和质量控制是高可靠元器件生产中的重要环节。

对于优质产品，通过筛选可使整批产品达

到其固有的高可靠性。

对于劣质产品，由于其固有的缺陷，就不可能筛选出高可靠产品。

因此，在筛选前有必要对产品的质量和可靠性水平进行抽样试验评价，通过试验和失效分析有助于制订合理的筛选程序。

温度循环示意图

2.2.高温老化试验（参考标准GB/T2423.2-2008）

1、适用范围

高温老化试验适用于北京普朗公司采购的重要电子元器件、机械另部件或样机的可靠性筛选试验。

高温老化试验适于产品样机的研制阶段，属于可靠性增长试验。

2、老化目的：

为提高产品可靠度,消除加工应力，模拟严酷工作环境，以鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期故障，确保整机优秀品质和期望寿命，进入高可靠的稳定期。

（高温老化试验与量产后的额定条件老练目的不同，高温老化试验属于可靠性增长试验。

）

3、模拟状态：

老化时应使产品处于极限工作状态（例如施加额定极限工作电压；极限环境温度）。

4、试验设备：

可调温/自动计时老化试验箱（其容积与试品体积之比应足够大，以保证空气正常流动）。

5、试验前的准备：

a）确认待老化产品处于正常状态。

b）当多台产品（或半成品、元器件）一起进行老化试验时，各老化产品之间应有足够的间隙，以使温度有足够的均匀性。

不应将老化产品堆积或摆放无序，以免影响老化效果和对产品造成损坏。

6、老化温度和时间设置：

老化温度、时间根据本公司产品具体情况和要求，可任选如下一种：

a）室温条件下通电连续老化不得少于96h（可至168h）；

b）40℃±2℃条件下通电连续老化不得少于72h；

c）45℃±2℃条件下通电连续老化不得少于48h；

d）50℃±2℃条件下通电连续老化不得少于24h；

e）55℃±2℃条件下通电连续老化不得少于12h；

f）如果按照产品标准规定的最高工作环境温度，老化时间可参考以上规则；

7、老化程序

1）对老化产品施加产品标准中规定的最高额定工作条件（上限值）。

2）在老化产品通电的状态下将老化室的温度加热至规定的试验温度，升温速度：

3度/分钟。

老化过程中的环境温度变化应在规定温度的±2℃范围内。

3）老化温度达到规定值，恒温后开始计时。

4）老化过程中应每隔2-4h查看老化室的运行是否稳定，特别是老化温度。

老化过程中发现温度异常时，应立即切断电源。

待老化室恢复正常后再继续进行老化。

5）老化产品在老化过程中应定时查看产品的外观和操作界面，具体方法和要求应在产品老化文件说明中规定。

常规产品老化,每4h查看一次（视产品而定）,并记录查看时的温度；

6）常规整机产品老化：

采用抽测方式，每次1-2台。

元器件、零部件测试的产品可抽取批量的（10-50）％。

环境温度为最高额定值，老化时间一般为100h,并且在最后30h内，不得出现故障。

7）遇到所测产品存在问题时，应根据实际情况，采取措施后，重新老化。

必要时增加该类产品的老化数量。

8）老化过程中产品出现故障时，应在老化记录中详细记录故障情况。

9）老化后的产品在室温下至少放置2h后，进行测试（测试项目及判定规则应在产品老化文件说明中规定），并做好测试记录。

8、结果判断

产品老化结束后其技术指标、主要功能和安全要求均符合产品标准规定的要求为合格。

2.3、盐雾试验（执行标准：

GB/T2423.17-2008）

如果仪器预期在盐雾环境中使用时，应进行样机盐雾试验，适于样机阶段，属于可靠性增长试验、可靠性验证试验。

试验说明：

单个产品在无包装、非操作状态下，置于温度为40±2℃盐雾试验箱内（产品规定的最高环境温度），持续放置24小时。

备注：

盐溶液是采用氯化钠和蒸馏水或去离子水配制，其浓度为（5±1）%（质量比）；雾化前的盐溶液的pH值在6.5~7.2（35±2℃）之间。

试验方法：

1.将产品放置盐雾试验箱内，输入不加电；持续试验24小时。

2.操作步骤和要求按GB/T2423.17-2008的规定

3.试验后取出样品清理表面残留物质，在室温下恢复1～2小时，检查外观应无异常现象。

判定标准：

试验后有生锈、腐蚀、渗水现象，属于严重问题。

无上述严重问题，在室温下恢复后，产品能正常工作为合格，否则应采取措施，改进设计。

2.4、表面喷涂附着力应力试验

测试环境：

室温（20℃～25℃）

测试目的：

喷涂附着力测试，适于样机阶段，属于可靠性验证试验。

。

试验方法：

选最终喷涂的整机外壳表面，使用百格刀刻出100个1平方毫米的方格，划格

深度以露出底材为止，再用3M610号胶带纸用力粘贴在方格面，1分钟后迅速以90度的角度

撕脱3次，检查方格面油漆是否有脱落。

判断标准：

方格面油漆脱落应小于3%，并且没有满格脱落。

2.5、按键测试

试验目的：

验证按键的使用寿命，适于样机阶段，属于可靠性验证试验。

试验设备：

按键寿命测试机（可自制）

试验样品：

3～5只

试验内容：

被测样品不包装，处于导通状态，以50~60次/分的速度、350-360g的力度均匀地按键，按下、松开为一次。

每500次进行基本测试，记录外观结构损伤地方和功能异常项目，开壳检验内部结构，按键寿命至少为10万次。

判定标准：

按键寿命至少为10万次；按键应能正常工作，且按键表面颜色，及字符应无磨损、脱落；导电胶未有裂纹、破损；必须通过各项基本测试。

2.6、触动开关测试

试验目的：

验证触动开关使用寿命，适于样机阶段，属于可靠性验证试验。

试验设备：

搭建测试工装

试验样品：

3~5只

试验内容：

建立测试工装、使触动开关以工作状态相同方式动作，其余同上。

使用寿命根据需要设定约50万次-100万次。

判定标准：

试验结束后，触动开关功能正常为合格。

2.7、产品软件的验证试验

1、试验目的：

对新产品的应用软件或配套软件，以及设计更改后的软件进行测试和验证，对其使用要求、功能予以确认。

适于样机阶段，属于可靠性增长试验。

2、试验仪器数量、状态：

抽取检验合格的1~2台仪器。

3、技术要求：

依据产品标准或技术部提出形成书面的技术要求、产品说明书等。

4、验证要求：

1）质控部按程序员提供的测试方案，执行测试；

质控部在测试阶段记录出错统计、Bug说明，编写测试报告，提供给技术部门；

2）按技术要求逐项确认软件各项功能：

操作、设置、录入、检测、计算、显示、更改、通信、存储、传输等功能正常。

与外部设备连接通信、传输、显示各功能正常。

3）如果进行了更改，针对更改部分重新确认，同等重复上述，1、2项目正常。

4）注意行为禁忌，使用习惯，美感方面。

5）注意考虑，生产、检验、客服、各方面潜在的要求，如：

便宜，合理、效率。

按实际结果给出结论，测试结果应反馈技术部。

5、验证试验程序见附录5软件测试作业规范。

2.8电磁兼容试验

电磁兼容试验适于样机阶段，属于可靠性增长试验、可靠性鉴定试验。

2.8.1电磁兼容试验的要求按GB/T18268.1-2010；GB/T18268.26-2010的要求执行，试验时受试设备的配置、工作条件、性能判据规范及试验描述祥见《GB/T18268.1-2010》。

2.8.2抗扰度试验要求见表4抗扰度试验（EMS）要求和实验方法

2.8.3性能判据：

A:

试验时，在规范限值内性能正常；

B：

试验时，功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复；

C：

试验时，功能或性能暂时降低或丧失，但需要操作者干预或系统复位。

表4抗扰度试验（EMS）要求和实验方法

端口

试验项目

执行基础标准

试验值

性能判据

外壳

静电放电（ESD）

射频电磁场

GB/T17626.2

GB/T17626.3

接触放电4KV；空气放电8KV

3V/m（80MHz-2.0GHz）80%AM

B

A

交流电源

（包括保护接地）

电压暂降

短时中断

脉冲群

浪涌

射频传导骚扰

GB/T17626.11

GB/T17626.11

GB/T17626.4

GB/T17626.5

GB/T17626.6

0%1周期

40%5周期

70%25周期

5%250周期

1KV（5/50ns，5kHz）

1kV（线对线）；2kV（线对地）

3V（150kHz-80MHz）80%AM

B

B

C

C

B

B

A

*

I/O信号口

（目前不适用）

脉冲群

浪涌

射频传导骚扰

GB/T17626.4

GB/T17626.5

GB/T17626.6

0.5KV（5/50ns，5kHz）（＞3m）

无

3V（150kHz-80MHz）80%AM

（＞3m）

B

B

A

2.8.4发射要求试验

1）测量条件

见GB/T17625.2中7.1，测量应在符合电磁兼容试验方案的工作状态下进行。

2）发射限值：

按GB/T17625.2中7.2给出的限值执行，见表5。

表5发射限值（EMI）要求

项目

限值

试验条件

短期闪烁值（PST）

＜1.0

见GB17625.2-2007中

6试验条件

长期闪烁值（PLT）

＜0.65

相对稳态电压变化（dc）

＜3.3%

最大相对电压变化（dmax）

＜4.0%

说明：

a）因为本公司产品尚未做过电磁兼容试验，首次试验时可按检验中心要求进行。

b）实验仪器:

按基础标准的规定。

2.9、倾倒试验

适于样机阶段，属于可靠性增长试验。

按GB/T4793.1中8.2.1规定进行试验。

试验样机：

不包装的裸机；

工作状态：

非工作状态（或工作状态）。

2.9.1角跌落试验

重量小于等于20Kg的产品按GB4793.1中8.2.1.1规定进行角跌落试验；

试验方法：

在试验表面上方抬高设备：

在一个底的角下放置一根高10mm的木柱，在相邻的一个底的角下放置一根高20mm的木柱。

然后围绕支撑在两个木柱上的底边转动抬高设备直至与10mm木柱相邻的另一个底角升高至100mm±10mm,（或夹角为30度），取其最不利的情况。

然后使设备自由跌落在试验表面上，要沿底面四个边依次进行试验，使四个底角各跌落一次。

2.9.2面跌落试验

重量大于20Kg，小于等于100Kg的产品按GB4793.1中8.2.1.2规定进行面跌落试验；

方法：

在水泥地面上垫一张厚度为20mm的胶合板上进行试验。

分别以受试仪器底面的每一个边为轴，把相对应的一边抬高到高度：

25mm或30°，每边跌落次数：

1-2次，高度或角度以先满足者为准，然后使仪器自由跌落。

2.9.3试验判定：

1、仪器外形、内部结构不应有变形、松脱、断裂；涂覆层不应剥落等损伤；

2、仪器的特性及性能要求应符合产品标准规定。

2.10、包装运输试验

包装运输试验适于样机阶段，属于可靠性增长试验、鉴定试验和验收试验。

如果没有特殊要求，包装运输试验可按照GB/T6587-2012《电子测量仪器通用规范》规定的试验方法进行（见下）。

1.试验条件

1.1受试品应是检验合格的产品，完整包装状态；

1.2本实验按照仪器运输包装在流通过程中可能受到的振动、冲击等破坏作用，对受试品规定了振动、跌落、翻滚试验，并按此顺序进行试验；

表6包装运输试验要求和试验方法

包

装

运

输

试

验

试验项目

试验条件

流通条件等级

1级

2级

3级

振动试验

（定频点

试验）

振动频率/Hz

5、15、33

驱动振幅

加速度9.8±2.5/m/S2（或0.35mm）

持续时间/min

每个频率点60

每个频率点30

每个频率点15

振动方法

垂直固定

自由跌落

试验

包装试品重量G

（Kg）

跌落高度（cm）

G≤10

10＜G≤25

25＜G≤50

50＜G≤75

75＜G≤100

105

90

65

50

；45

80

60

45

35

30

60

40

30

25

25

翻滚试验

75＜g≤100

流通条件等级：

1级：

运输距离长，转运次数多，可能受到粗暴装卸作业；

2.级：

运输次数少，装卸条件比较好；

3.级：

运输及装卸条件均好，不会受到粗暴装卸作业。

规定：

试验时如果没有特殊要求，优选1级流通条件进行试验。

2.试验方法：

2.1振动试验（固定点频，正弦波）

2.1.1受试品垂直固定在振动台上，其重心应位于振动台面的中心区域，进行垂直方向的固定点频试验。

2.1.2试验过程中，如发现受试品有异常现象，因立即停止试验，及时检查分析原因，排除故障后重新试验。

2.1.3如果需要，可以按下表找出受试品的共振频率点，并进行定频点（共振点）试验。

表7共振搜索与共振保持试验

项目

试验条件

1级

2级

3级

共振搜索

（找出共振频率）

频率循环范围Hz

5-55-5

5-55-5

5-33-5

扫频速率

1倍频/min

振幅（单峰值）

0.19mm

共振保持

试验

驱动振幅

（单峰值）

1.59mm（5Hz≤f≤10Hz）

0.76mm（10Hz＜f≤25Hz）

0.19mm（25Hz＜f≤55Hz）

时间min

20

10

5

2.2.自由跌落试验

2.2.1受试品处于正常包装运输状态，以受试品底面向地面做自由跌落，连续跌落3次。

然后将前、后、左、右4个面分别向地面个跌落一次，共计跌落7次。

注：

如果需要可以增加边跌落试验，跌落顺序为：

以最薄弱角（顺纸箱接缝棱下来的角）对应的最短边-中短边-最长边，各跌落一次。

2.2.2.跌落高度按受试品的重量和要求在上表中选择（建议优先选择1级）。

2.2.3.试验时应使受试品的受试面平行于水泥地面，按自由落体下跌。

2.3翻滚试验（需要时可选）

受试品按正常运输状态放置，以受试品底面为起始面，向任意方向翻滚，六面各翻滚2次，进行连续翻滚试验。

3.试验判定

各项试验结束后：

对试品进行外观检查，包装箱不应有较大的变形和损伤；

仪器不应有变形、松脱、涂覆层剥落等损伤；

仪器的特性指标及性能要求应符合产品标准规定。

4.特殊需要时：

可以按GB/T14710中《4运输试验》的规定进行以下包装运输试验：

行车路面

三级公路

行车距离

200km

行车速度

20-40km/h

注：

1.汽车的负荷量应为额定载重量的1/3.

2.受试品应该固定在汽车的后部进行试验。

2.11、环境试验要求及方法

环境试验适于样机阶段，属于可靠性增长