一、可靠性设计基本概念

可靠性设计是根据可靠性要求进行优化设计的一个过程，其核心是可靠性分析与可靠性评估，通过产品可靠性要求的转换可获取产品可靠性设计指标，可靠性设计的目的是提高产品的固有可靠性，而制造质量控制只能使产品可靠性尽可能接近固有可靠性。

 

1．可靠性设计的定义

 

可靠性设计，是指在产品设计过程中，为满足产品可靠性要求，将产品性能指标和可靠性指标进行综合分析与设计的过程，目的是通过可靠性分析与可靠性评估，从产品结构、材料、工艺、使用条件等方面不断优化可靠性设计方案，消除潜在故障模式，使设计的产品满足预期性能要求和可靠性要求。

 

产品可靠性要求，包括定量和定性指标要求，它们是产品可靠性设计的依据。其中，系统装备级的可靠性定量指标要求（基本可靠性）有平均失效间隔时间（MTBF）、平均故障间隔飞行时间（MFHBF）、可靠寿命（tr）等；元器件级的可靠性定量指标要求有：失效率（λ）、耗损寿命（twear）、贮存寿命（tstorage）。系统装备级的定性可靠性指标要求有不允许发生致命故障、满足制定的可靠性设计准则；元器件级的可靠性定性指标要求有满足质量保证等级、必须消除和控制主要失效模式。

 

将产品可靠性要求转换为产品可靠性设计要求，核心是将装备可靠性指标分配给各单元和元器件，将元器件可靠性指标分解为元器件内部各物理结构的失效控制要求，使之成为在设计层面支撑可靠性分析与评估的具有可操作性的设计指标，让产品设计师有针对性、有目标地开展可靠性定性和定量设计。

 

一旦产品完成了可靠性设计，也就确定了所设计产品的固有可靠性，后续制造产品所进行的工作，如：制造加工、装配、封装等，由于受工艺参数的离散性限至，也只能使产品的可靠性尽可能地接近固有可靠性，而不能期望其超越固有可靠性。

 

2．可靠性设计基本要求

 

1）可靠性设计指标

 

产品可靠性设计的首要任务是确定可靠性设计指标，即将产品可靠性要求转换为产品可靠性设计要求，可以通过可靠性指标分配或可靠性指标分解，获得产品的可靠性设计指标要求。

 

系统装备级的可靠性设计指标，由产品可靠性指标分配获得，即通过指标分配将整个系统的可靠性要求转换为每个分系统、每个单元、每个元器件的可靠性要求。例如，航空电子设备的可靠性设计要求有三项：表征连续或间断工作××小时的工作寿命，表征工作寿命至少应当有××小时的总工作寿命，表征可靠性的平均失效间隔时间（MTBF）。其中，MTBF指标的分配，以f（R1，R1，…，Rn）≥R为原则，对系统可靠性进行分配，获得n个分系统的可靠性设计指标要求；再对分系统的可靠性进行分配，获得单元、元器件的可靠度设计指标要求，并可通过计数法进行初步可靠性预计，优化调整各单元、各元器件的可靠性指标。

 

电子元器件的可靠性设计指标，由产品可靠性指标分解获得，即通过指标分解将元器件的可靠性要求转换为内部各物理结构的退化机理和失效模式的控制要求。例如，半导体晶体管的“耗损寿命”指标，可分解为微电子芯片TDDB、Al_EM退化机理与Au-Al丝键合界面退化机理等多个退化机理的失效时间控制指标，产品最终耗损寿命取决于多机理竞争失效时间；再如，混合集成电路（HIC）的热性能控制指标“所用元器件工作温度不应超出规定的温度上限”，可具体分解为内装硅器件极限温度不超过175℃、长期工作温度按Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ级降额温度，阻容元件极限温度不超过125℃、长期工作温度按Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ级降额温度，感性元件极限温度不超过200℃、长期工作温度按Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ级降额温度。

 

通常，电子元器件产品的可靠性要求，用失效率λ和寿命t以及环境适应性来表征，将其可靠性设计指标要求分解并转换为元器件可靠性设计指标。可参照四个方面的设计考虑进行可靠性指标分解：

 

● 元器件的主要性能参数在规定条件下随时间的稳定程度（参数退化模型分析）；

 

● 元器件所能适应的环境应力范围（温度、机械、潮湿、盐雾、辐照、低气压等环境）；

 

● 元器件寿命、失效率或质量等级（耗损寿命、随机失效率、质量保证等级）；

 

● 必须消除或控制的主要失效模式（过应力失效、退化性失效）。

 

2）可靠性设计基本内容

 

产品可靠性设计的基本内容包括四个方面[74]：性能可靠性设计、结构可靠性设计、工艺可靠性设计和可靠性评价试验设计。涵盖了产品结构、材料、工艺的可靠性设计，以及考核产品可靠性满足质量要求的筛选与评价试验设计。

 

性能可靠性设计：针对产品性能参数在规定环境应力范围随时间变化的稳定性要求，所开展的可靠性设计内容。可以通过降低复杂度、功耗，考虑性能容错、裕度、散热、冗余等措施，实施性能可靠性设计。

 

结构可靠性设计：针对产品各部分连接、组装及整体结构的环境适应性和可靠性要求，所开展的结构和材料优选设计。可以通过仿真模拟和电、热、机械等物理性能测试验证手段，实施结构可靠性设计。

 

工艺可靠性设计：针对产品在制造过程中工艺参数的波动性和产品性能参数的离散性控制要求，所开展的工艺质量稳定性设计。可以通过健壮设计分析，量化控制关键工艺点的控制参数和范围，实施工艺可靠性设计，有效减少工艺参数偏差对产品性能参数稳定性的影响。

 

可靠性评价试验设计：针对产品设计鉴定的可靠性评价要求，设计评价试验方案，包括对试验应力、失效判据、样品数量、试验时间及测量周期的设计等。结合产品性能、结构、工艺的特点和可靠性要求，实施可靠性评价试验设计。

 

3）装备可靠性设计与分析

 

产品可靠性设计强调的是设计过程中的可靠性分析和可靠性评估，通过全面的可靠性分析和可靠性评估，确定所设计的产品是否满足可靠性设计指标要求，发现薄弱环节并优化设计。标准GJB 450A—2004《装备可靠性工作通用要求》，工作项目300系列，针对装备产品给出了可靠性设计与分析的13个工作项目：

 

● 建立可靠性模型：用于定量分配、预计和评价产品的可靠性；

 

● 可靠性分配：将产品的可靠性定量要求分配到规定的产品层次；

 

● 可靠性预计：预计产品的基本可靠性和任务可靠性，评价设计方案是否满足可靠性要求；

 

● 失效模式、影响及危害性分析（FMECA）：找出潜在的薄弱元器件和零部件；

 

● 故障树分析（FTA）：寻找导致装备发生某种故障事件的所有可能的潜在原因事件；

 

● 潜在分析：针对电路的潜在通路分析（SCA），针对液/气管路的潜在通路分析；

 

● 电路容差分析（CTA）：分析电路组成部分在规定温度范围内的参数偏差对电路性能容错的影响；

 

● 制定可靠性设计准则：根据产品的可靠性要求，制定专用的可靠性设计准则并实施；

 

● 元器件、零部件和原材料选择与控制：根据产品特点，制定选择与控制要求；

 

● 确定可靠性关键产品：基于FMECA、FTA方法，确定和控制对装备可靠性产生影响的关键元器件等；

 

● 确定功能测试、包装、储存、装卸、运输和维修对产品可靠性的影响：通过测试与分析，评估功能测试对产品可靠性的影响及影响程度、储存时间及储存条件变化等给产品可靠性带来的影响；

 

● 有限元分析（FEA）：当产品设计基本确定时，采用FEA方法进行机械强度、热特性分析，发现问题；

 

● 耐久性分析：通过评价产品载荷应力、失效机理，对关键或“短板寿命”零部件进行耗损寿命分析，确定耗损故障根本原因并采取纠正措施。

 

4）电子元器件可靠性设计与分析

 

为使设计的元器件满足规定的可靠性指标要求，需要根据电子元器件性能和结构特点，从以下六个方面考虑可靠性设计与分析工作。

 

（1）耐环境设计与分析。电子元器件在整机装备的工作过程中，可能遇到温度、机械、潮湿、电磁场、盐雾、辐照、低气压等不同类型的环境应力或多种环境应力耦合的作用。不同的环境应力导致不同的失效问题，如：高温、温变应力及其应力耦合，导致焊点或焊接界面IMC生长、焊料蠕变疲劳退化，而机械冲击可能导致金属气密封装盖板塌陷。设计时应预先了解所设计元器件在整机中可能遇到的环境应力类型，分析元器件在整机条件下对环境应力的响应水平，并建立应力响应模型（热阻模型、谐响应模型等），分析其对元器件性能、可靠性的影响程度，按最坏情况采取设计对策，使元器件耐环境应力强度（破坏阈值）大于最坏情况下的应力响应水平。

 

（2）稳定性设计与分析。分析同类元器件产品性能参数在规定条件下随时间变化的规律，针对元器件性能参数产生蠕变、漂移、突变、瞬时变化或间歇变化的根本原因，采取相应的设计措施，使元器件性能参数稳定在规定的范围内。

 

（3）热设计与分析。分析温度变化对所设计元器件可靠性的影响，以及元器件工作时导致温升的热量来源，包括环境温度变化、自身功耗热量和内部多热源热耦合导致的温升，针对导致元器件温升的根本原因，通过降低功耗、热补偿等措施，选用合适的、耐热的且热稳定性好的封装材料，利用热传导、热对流和热辐射技术增强散热能力，使额定工作状态下的元件热点温度、器件结温不超过允许的温度上限。

 

（4）长寿命设计与分析。分析影响元器件耗损寿命的退化机理，如：半导体器件的TDDB、EM等，液体钽电解电容器的电解液蒸发，金属封装外壳腐蚀，焊点疲劳等，要采取延缓退化、延长耗损失效时间的设计措施，使元器件退化机理的失效时间大于规定的耗损寿命要求。

 

（5）失效模式分析与控制。收集同类元器件的失效模式，分析其失效机理，根据失效频次排出失效模式主次顺序。可以应用元器件FEMA及FTA方法，分析主要失效模式的失效机理，确定失效机理过程的长期作用应力或短时间随机过应力及其来源，从产品设计、工艺设计、试验设计三个层面分析发现可能导致失效的原因，提出针对性的纠正措施并验证，使主要失效模式得到有效控制。

 

（6）裕度设计与分析。对元器件的工作电应力容限与安全工作区进行设计分析，使元器件的电流、电压、功耗所限定的安全工作区边界大于实际工作区，并根据元器件质量水平、工作状态和可靠性要求，对额定功率的设计留有适当的裕度。结合耐环境设计与分析获得的应力响应模型，根据元器件的热性能、机械性能等物理性能要求，使元器件的最大额定结温、热点温度大于实际工作结温、热点温度，使元器件的机械强度大于实际应力载荷。根据可靠性要求和环境适应性要求，计算合适的温度裕度和机械裕度。

 

3．可靠性设计与浴盆曲线

 

大多数电子产品（电子设备或批量电子元器件）在使用中的失效率服从浴盆曲线特征。电子产品失效率浴盆曲线如图1所示（实际上随机失效阶段远大于早期失效阶段或耗损失效阶段）。产品可靠性设计的目的，是要解决两方面问题：提高固有可靠性和环境适应性。

 

提高固有可靠性包括两个方面：一是降低或控制随机失效阶段的失效率λ，即降低或控制浴盆曲线盆底的高度；二是延长或控制耗损寿命t，即延长或控制浴盆曲线盆底的长度（t=t2-t1）。提高环境适应性包括：提高产品耐受温度、机械、潮湿、电磁场、盐雾、辐照、低气压等环境应力的能力或强度，即增加或控制产品适应载荷应力的设计裕度。

 

为保证设计产品的固有可靠性和环境适应性，设计时在产品工作应力与耐受极限之间要有足够的裕度，如半导体器件工作结温与最高允许结温之间的温度裕度、混合集成电路（HIC）一阶模态频率与振动考核频率极限2000Hz之间的机械裕度等。例如，HIC技术规范给出的工作壳温范围：-55～+125℃，内装器件最高允许结温为+175℃，Ⅲ级降额要求为+145℃，预期HIC长期工作壳温为+70℃，若内装器件在壳温为+125℃时的工作结温为155℃，则器件最高工作结温与最高允许结温之间的温度裕度为20℃；若内装器件在壳温+70℃时的工作结温为100℃，则器件长期工作结温与最高允许结温之间的温度裕度为75℃，有效降低了器件过热失效风险和随机失效率。

图1 电子产品失效率浴盆曲线

 

4．可靠性设计与全寿命周期

 

产品全寿命周期的可靠性有四个明显的特征。设计阶段，通过可靠性设计赋予所设计产品一个固有可靠性（R0）；制造阶段，形成产品可靠性（R1），通过工艺质量控制使R1尽可能接近R0；筛选阶段，通过剔除缺陷产品提升批产品可靠性（R2）与质量水平，筛选过程降低了质量问题（缺陷）对失效率的贡献，但不能提高产品耗损寿命，使R2更接近于R0；使用阶段，在长期应力载荷和工作状态下，产品使用可靠性是会随时间下降的。电子产品可靠性设计在全寿命周期的定位如图2所示。

图2 电子产品可靠性设计在全寿命周期的定位

产品使用阶段质量问题的归零分析，涉及产品可靠性设计、产品制造质量控制、产品筛选应力选择和产品使用条件保证。若退化性问题或耗损寿命失效问题突出，则通过优化可靠性设计解决；若质量缺陷导致的随机性失效问题突出，则通过强化工艺质量稳定性控制解决；若早期失效问题突出，则通过提高筛选应力和增加筛选项目解决；若明显的异常过应力失效问题突出，则通过使用条件保证、抑制异常冲击来解决。

 

研究表明，虽然通过提高筛选应力和增加筛选项目，能够有效降低电子元器件的失效率水平，例如，JAN军级与JANS宇航级半导体器件的基本失效率相差两个数量级，这是由于后者采取100%筛选并增加额外筛选项目，但需要注意的是筛选只能降低器件质量缺陷因素对失效率的贡献，而不能降低器件耗损问题和环境应力因素对失效率的贡献，见图1，耗损问题对失效率和寿命的影响，只能通过可靠性设计解决。

 

二、可靠性设计技术发展进程

 

可靠性设计技术的发展，是从军方作战成功率的需求开始的，围绕装备故障的消除和维修成本的控制，从设计经验到设计方法，再上升为标准化设计要求，即：经验→方法→标准，从而形成标准化的可靠性设计与分析工作项目，指导人们在产品设计过程中通过可靠性设计与分析，挖掘和明确产品潜在的隐患和薄弱环节，系统性和有针对性地进行可靠性设计。

 

1．可靠性设计需求与发展

 

电子产品可靠性设计，起源于军用电子装备故障控制与高昂维修费用控制的需求，随着装备复杂程度的增加而不断发展和系统化。

 

1）可靠性设计的需求

 

20世纪40年代至80年代，美军航空电子设备的技术性能及复杂程度发展迅速，在研发费用和维修费用不断攀升的同时，军方越来越迫切地意识到故障控制与优化设计的重要性和必要性。50年代，美军战斗机电子设备费用占飞机总费用的10%～20%；60年代至70年代，占比提高到20%～30%；此后，新一代航空电子设备费用以每年18%的速度增长，这个速度比新一代飞机费用的增长速度更快。实际上，从20世纪40年代至80年代，美军新一代武器系统的费用平均每10年增加4倍，而配套电子设备子系统的费用平均每10年增加9倍。同时，在20世纪60年代至70年代，每年美军电子设备的保障维修费用占军用电子设备采购费用的1/3以上。

 

在这期间，尽管发现各种元器件的可靠性以每年15%～20%的速度在提高，而复杂装备电子系统的现场可靠性却几乎保持不变；同时发现随着设备系统费用的提高，现场可靠性呈下降趋势，如20世纪70年代，美国陆军通信系统MTBF=10^7/费用（美元）。存在上述问题，原因主要有三个方面。

 

（1）虽然电子元器件的可靠性已有很大的提高（如微电子器件），但电子设备复杂程度提高的速度更快，设备有了更多的功能和更高的性能，数量越来越多的元器件使电子设备基本可靠性下降，以至于将元器件可靠性增长的部分抵消了。

 

（2）设备系统中元器件数量的激增，凸显元器件选用不当或承受过应力的可靠性问题，如温度裕度不足，使元器件固有可靠性的基本失效率增大并使耗损寿命缩短。

 

（3）新型元器件的研发和采用，快速提升了设备性能和功能，但新材料、新工艺导致的失效问题，需要有一个解决过程。

 

因此，由于电子设备复杂性不断提高、元器件选用不当和承受过应力，导致设备基本可靠性下降，维修成本飙升，迫使人们在设备研发过程中重视可靠性设计，并在设备最优性能与可靠性之间进行权衡。

 

2）可靠性设计技术的发展

 

从装备可靠性工程和相关可靠性技术标准的颁布，可以看出可靠性设计技术方法在工程应用中得到不断进步和发展。

 

国外可靠性工程技术及可靠性设计相关标准的发展进程如下。

 

（1）1939年，美国航空委员会，出版《适航性统计学注释》，首次提出飞机故障率不应超过10^-5次/h的指标，是最早的飞机安全性和可靠性定量指标。

 

（2）二战期间，德国专家R.Lusser参与V-1火箭设计，将火箭系统可靠度看成各子系统的可靠度乘积，首次定量计算复杂系统可靠性问题，最早将概率论用于系统的可靠性设计。

 

（3）1942—1946年，美国电子管研究委员会，针对电子管失效问题，组织进行产品失效分析，设计改进新材料和新工艺。

 

（4）1952年，美国国防部（DoD），成立“电子设备可靠性咨询委员会”（Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment, AGREE），制订可靠性发展计划，并在1957年发表了著名的《电子设备可靠性报告》，提出了一套完整的产品可靠性评估理论和方法。

 

（5）1962年，美国国防部，颁布标准MIL-HDBK-217《电子设备可靠性预计》，1995年将217F修订后不再升级，1999年由美国国防部可靠性分析中心（RAC，现更名为RIAC）发布了配套PRISM软件工具的217PlusTM，用于可靠性设计方案优选。

 

（6）1965年，美国国防部，颁布标准MIL-STD-785《系统与设备的可靠性大纲要求》，1980年修订为MIL-STD-785B，为系统和设备在研制、生产期间的可靠性工作提出一般性要求和指定工作项目。

 

（7）1978年，美国国防部，颁布标准MIL-HDBK-251《电子设备可靠性热设计手册》，为军用电子设备热设计、热可靠性分析与鉴定提供了方法和基本理论。

 

（8）1984年，美国国防部，颁布标准MIL-HDBK-338《电子设备可靠性设计手册》，1998年修订为MIL-HDBK-338B[91]，为军用系统和设备在研制与生产阶段的可靠性设计与评价提出了通用要求和工作项目。

 

（9）1992年，国际电子工业联接协会（IPC），颁布了IPC-SM-785《表面贴装焊接连接加速可靠性测试指南》，给出了表面焊点热疲劳退化寿命评估经验模型；1996年，颁布了IPC-D-279《可靠的外部贴装技术印制电路板组件设计指南》[93]，提供了板级组件标贴组装的可靠性设计方法和程序；2013年，修订发布IPC-7095C《BGA设计及组装工艺的实施》，给出了BGA可靠性设计的程序。

 

（10）1998年，电气和电子工程师协会（IEEE），颁布标准IEEE Std 1413《电子系统和设备可靠性预计和评估IEEE标准方法》，给可靠性预测提供了一个框架；2002年颁布标准IEEE Std 1413.1TM《基于IEEE 1413TM的可靠性预计和使用导则》，提出了基于应力损伤模型的可靠性评估方法，为电子元器件、组件、子系统的可靠性预计提供了全面可操作的方法。

 

（11）1998年，DoD方取消了MIL-STD-785B，参考应用行业标准SAE JA1000（1998）《可靠性大纲标准》[85]和IEEE 1332—1998《电子系统和设备开发与生产的IEEE标准可靠性大纲》[86]。

 

（12）2004年，固体技术协会（JEDEC），颁布标准JEP148《基于失效物理的风险和能力评估的半导体器件可靠性鉴定》，2014年修订为JEP148B，提出了基于失效物理（PoF）的可靠性鉴定。

 

（13）2005—2008年，DoD基于SAE JA1000和IEEE1332的目标，出版了《实现可靠性、可用性和维修性（RAM）指南》；该指南没有明确为实现每个目标应开展的可靠性活动，因此DoD与工业界合作，制定了标准GEIA-STD-0009（2008）《系统设计、研制和制造可靠性大纲标准》[84]，该标准围绕载荷应力、失效机理、失效模式，将可靠性设计工作系统化，为可靠性方案规划提供实践的标准。

 

（14）2008—2016年，美国国家标准学会（ANSI）/国际贸易协会组织（VITA），颁布了ANSI/VITA51系列标准，包括：ANSI/VITA51.0—2008（R2012）《可靠性预计》[94]、ANSI/VITA51.1—2008（R2013）《用于MIL-HDBK-217可靠性预计的子规范》[95]、ANSI/VITA51.2—2016《基于失效物理的可靠性预计》、ANSI/VITA51.3—2010（R2016）《支持可靠性预计的鉴定条件和环境应力筛选》，提供了板级、封装级、元器件级失效物理（PoF）方法的标准流程，有效支撑了电子产品的可靠性设计和评估。

 

国内可靠性工程技术及可靠性设计相关标准的发展进程如下。

 

（1）1955年，中国在广州成立亚热带电信器材试验站（工业和信息化部电子第五研究所的前身），与苏联专家共同研究装备在热带环境条件下的适应性。

 

（2）1960年，中国引进可靠性理念和技术，在电子行业、宇航领域初步应用。

 

（3）1970年，发展“七专”（专人、专机、专料、专批、专检、专技、专线）质量控制技术，生产“七专”元器件产品，为了保证军用元器件质量，在20世纪70年代末和80年代初制订了军用元器件“七专”技术条件，但“七专”产品成本高、批量小。

 

（4）1980年，颁布GJB/Z 299《电子设备可靠性预计手册》，使我国电子设备可靠性工作由定性研究转入定量研究。

 

（5）1990年，颁布GJB 813—90《可靠性模型的建立和可靠性预计》，提供了建立电子设备和系统的基本可靠性模型和任务可靠性模型并进行可靠性预计的程序方法。

 

（6）1992年，颁布GJB/Z 27—1922《电子设备可靠性热设计手册》（MIL251翻译裁减）；提供电子设备热设计、热可靠性分析与鉴定的方法。

 

（7）1993年，颁布GJB/Z 35—1993《元器件降额准则》，规定了元器件在不同应用情况下应降额参数及其量值。

 

（8）1994年，颁布SJ 20454—1994《电子设备可靠性设计方法指南》（MIL338翻译裁减），提供电子设备在研制与生产阶段的可靠性设计与评价、试验、费用分析的通用要求。

 

（9）1998年，颁布GJB/Z 108—1998《电子设备非工作状态可靠性预计手册》；2006年，修订发布GJB/Z 108A版。

 

（10）2004年，修订颁布GJB 450A—2004《装备可靠性工作通用要求》，规定了装备寿命周期内开展可靠性工作的一般要求和工作项目，提出了“可靠性设计与分析”（工作项目300系列）。

 

（11）2009年，修订颁布GJB 1909A《装备可靠性维修性保障性要求论证》，规定了装备可靠性维修性保障性（RMS）要求和内容以及需要确定的原则、程序和方法。

 

2．可靠性设计技术体系及相关标准

 

1）可靠性设计技术体系

 

根据GJB 1909关于装备可靠性的定性要求和定量要求，以及GJB 450、GJB 20454关于装备和电子设备可靠性设计工作项目的要求，归纳总结电子产品可靠性设计技术体系框图如图3所示。

 图3 电子产品可靠性设计技术体系框图

 

电子产品可靠性设计技术体系，由可靠性定性设计技术和可靠性定量设计技术两部分构成。其中可靠性定性设计是针对不易用定量指标描述产品可靠性要求的设计技术，如主要故障模式/失效模式控制技术、质量等级保证技术等，但可以用定量计算的手段解决定性设计的问题，例如，通过故障树分析顶事件发生的概率确定主要故障模式或薄弱环节；可靠性定量设计是针对产品可靠性定量指标要求的设计技术，如失效率控制设计技术、耐久性保证设计技术、极限与裕度设计技术等，目的是保证产品的固有可靠性满足失效率和寿命指标要求。

 

在可靠性定性设计技术中，可靠性定性设计指标确定技术，由产品可靠性定性要求分析、寿命剖面分析、任务剖面分析等关键技术要素组成，目的是确定设计需要控制的主要失效模式；同样，在可靠性定量设计技术中，可靠性定量设计指标确定技术，由产品可靠性定量要求分析、寿命剖面分析、任务剖面分析等关键技术要素组成，目的是确定设计需要达到的各项可靠性量化指标，如通过产品失效率分配确定各部件失效率控制指标，通过产品寿命要求和耐久性要求分析确定各关键部件的退化寿命指标，通过产品性能极限要求分析确定各关键部件的极限裕度指标，最终形成产品的专用可靠性设计指标。

 

2）可靠性设计相关标准

 

电子产品可靠性设计相关标准见表1，覆盖与产品设计阶段的可靠性设计方法、可靠性设计指标、可靠性预计方法、可靠性评估方法、潜在薄弱环节分析、设计评审和验证方法等相关的标准。

 

表1 电子产品可靠性设计相关标准