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加速试验中如何定义产品现场实际的环境参数

嘉峪检测网        2022-03-20 23:26

      2022年可靠性知识共享学习会交流答疑活动开始了,于2022年3月11日完成了第一个问题的答疑解决,现将情况梳理公开如下。

 

【答疑活动问题一】

 

      在做加速试验方案设计的时候,如何定义产品现场实际的环境参数?如何对各种应力进行单独加速以及组合加速?如温度,湿度,振动。

 

 【交流讨论主要情况】

 

郭会员:

 

试验条件来源其中四种:演习实测、相似产品、相关标准、软件仿真,现在想来人为提高的研制预期和交付方提出的更高要求应该也算来源。

 

湛会员:

 

如何定义产品现场实际的环境参数?---在设备上安装温,湿度,电压,电流等传感器,通过网络把数据传回来。

 

如何对各种应力进行单独加速以及组合加速?---主要根据失效机理的加速模型来确定。lifetime=A* f( 电压)*f(温度)*f(湿度)*f(...)

 

鲁大师:

 

首先应该建立环境剖面(运输、贮存、工作等),把可能遇到的环境应力分析清楚,基本上环境参数的类型就确定了,然后逐个参数分析环境极值。

 

如何对各种应力进行单独加速以及组合加速?---简单的方法,可以参考GB34986-2017,针对多应力的加速模型,主要考虑应力之间的叠加作用,从而开展组合加速。单独加速的话,可以通过预试验,确定可以加速的参数,然后再开展加速因子测定试验,最后再开展加速试验。再复合加速的话,可以取最保守加速因子。

 

方会员:

 

从两方面来定主要应力

 

1、产品设计理解:来源于产品FTA,从故障可能性分析定义可能导致的影响;新的设计差异(三新:新材料、新工艺、新技术);内部生产、测试过程故障分析;过程监测应力水平是否超设计预期。

 

2、外部信息收集分析:外部历史问题收集,开展失效分析及根因定位;客户现场工况,含运输、存储、运行等;客户技术指标变动,同行竞品分析;客户需求。

 

补充:

 

王会员:有些产品开发可靠性验证过程中,故障逐渐暴露,甚至有些在上市后才暴露出来。我的意思是产品在这期间并不稳定,本身可能存在缺陷前提下,一开始就以故障树或设计差异情况下来寻找应力水平来加速测试会不会不妥呢?

方会员:这个不影响,可靠性是个持续性工作。首先有个系统级的摸底排查,能初步定位产品可靠性水平和主要应力情况。如果全部等市场问题暴露再处理较为滞后,解决需要的代价也更高。同时注重同系列产品的现场问题收集和定位,作为可靠性案例库,除了应力源,也可以作为可靠性测试的用例,丰富检测手段。

王会员:产品在一个稳定状况下的偶然失效,加速实验更能明确加速因子的参数。产品早期的失效时的加速因子设定会给人一个较大误导,但作为一个参考来激发产品的缺陷得以改良还是很有必要,逐步提升产品质量的稳健性,于此加速实验的条件更为具体。

陈会员:本人内心而言不太信奉加速实验,虽然也经常要这么干,原因是我认为各个模型对自己产品的适用性,失效机理的符合性都存在质疑,但具体应用任务剖面分析,同类产品经验,加速实验目的等等都是参考因素。

 

补充:

 

郭会员:对统计学用到了“敬畏”二字。不讨论过应力的加速极限(改变失效机理)情况,先不套用任何模型,在合适的范围内,多设置一些步进应力等级,然后统计每种等级(单一变量为此应力的)的失效率,观察统计分布,拟合一种数学曲线(可能是多次方程),如果某些应力相互影响,那就拟合(多元多次方程)。

苏会员:元器件的话好做,如果成品,大样品呢?研发试验很难有大量的数据支撑建立加速关系。再等市场反馈已经来不及了!

杜会员:我认为对于整机系统,不存在一个函数关系式能把寿命和应力之间的关系给解释清楚,这个前提不存在,整机系统加速不存在前提和可行性。

王会员:就像之前提到的木桶原理也是个办法,选取其中高风险模块或子功能,看看有没有加速属性。

湛会员:一个芯片都无法用一个模型来加速,更何况整机这么复杂。一个芯片有HCI/TDDB/EM等的失效机理,各种MOS(HVT,LVT,...), 电容等,算芯片寿命需要单个器件对应每个机理来算寿命和失效率。最近接触到一些新工艺和器件,发现他们都没有做这方面的测试和建模。很难像CMOS那样算整芯片的寿命。

苏会员:其实大家最关心的是现在的试验应力在市场上能支撑多久。得有人持续不断整理市场和试验数据。下一代产品要用到上一代产品试验—市场的数据。

      

【整体结论】

 

在此,先非常感谢各位会员的积极参与与分享交流。通过一周时间的线上会员交流讨论,大家提了一些自己的见解,让提问者有了认识和解决问题的思路。

如何定义产品现场实际的环境参数?---有一些参考方面,如实测手段收集、环境剖面分析、应力分析、产品设计、外部信息收集分析等。

如何对各种应力进行单独加速以及组合加速?---有一些参考方面,如根据失效机理的加速模型、通过实际试验尝试拟合更贴近产品的加速模型、参考标准GB34986-2017的方法等。

另外不同形态的产品需要分开逐级逐项分析应力环境和失效机理,如物料级、零部件级、成品系统级,会有多种不同的失效机理和应力水平,需要谨慎使用选择加速模型!

 

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来源:可靠性的边界