元件、產(chǎn)品、系統(tǒng)在一定時間內(nèi)、在一定條件下無故障地執(zhí)行指定功能的能力或可能性。可通過可靠度、失效率、平均無故障間隔等來評價產(chǎn)品的可靠性。
可靠性測試介紹
可靠性測試就是為了評估產(chǎn)品在規(guī)定的壽命期間內(nèi)，在預(yù)期的使用、運輸或儲存等所有環(huán)境下，保持功能可靠性而進行的活動。是將產(chǎn)品暴露在自然的或人工的環(huán)境條件下經(jīng)受其作用，以評價產(chǎn)品在實際使用、運輸和儲存的環(huán)境條件下的性能，并分析研究環(huán)境因素的影響程度及其作用機理。
可靠性測試的目的
通過使用各種環(huán)境試驗設(shè)備模擬氣候環(huán)境中的高溫、低溫、高溫高濕以及溫度變化等情況，加速反應(yīng)產(chǎn)品在使用環(huán)境中的狀況，來驗證其是否達到在研發(fā)、設(shè)計、制造中預(yù)期的質(zhì)量目標，從而對產(chǎn)品整體進行評估，以確定產(chǎn)品可靠性壽命。
可靠性測試的必要性
通過可靠性測試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺點；確認產(chǎn)品加工及制作工藝缺陷；提出改進意見及建議，幫助企業(yè)改進工藝水平，提升產(chǎn)品壽命和質(zhì)量；為企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)提供技術(shù)支持，從而創(chuàng)造高品質(zhì)產(chǎn)品，提高企業(yè)市場競爭力。
浴盆曲線”又稱“壽命特性曲線”
"浴盆曲線"用來描述機械零件在使用期限內(nèi)的故障特征，或者說用來描述零件的壽命特性，不同零件的"澡盆曲線"的形態(tài)不一。
盆浴曲線
可靠性項目分為三類：電氣性能測試、零部件環(huán)境可靠性、零部件機械類可靠性。
1、電氣性能測試
2、零部件環(huán)境可靠性
3、零部件機械類可靠性
測試項目介紹
1、電氣性能測試
| 大類 | 項目介紹 | 標準與設(shè)備 |
|---|---|---|
| 擊穿電壓 | 在規(guī)定的試驗條件下，試樣發(fā)生擊穿時的電壓，單位KV | 參考標準：ASTM D149-09(2013)GB/T 1408.1-2006IEC 60243-1-2013ASTM D1000-10GB/T 4677-2002 |
| 介電強度 | 在規(guī)定的試驗條件下，擊穿電壓與施加電壓的兩電極之間距離（即樣品厚度）的商。單位KV/mm | |
| 介電常數(shù) | 電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時，其電容Cx與同樣電極構(gòu)成的真空電容C0之比εr=Cx/C0 | 參考標準：GB/T 1409-2006GB/T 1693-2007ASTM D150-11 |
| 介質(zhì)損耗 | 由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上鎖施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角為介質(zhì)損耗角，其正切值為介質(zhì)損耗因數(shù)。 | |
| 體積電阻率 | 在絕緣材料里面的主流電場強度和穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位體積內(nèi)的體積電阻；單位為Ω·cm或Ω·m | 參考標準：GB/T 3048.3-2007GB/T 1410-2006GB/T 15662-1995ASTM D257-14 |
| 表面電阻率 | 在絕緣材料的表面層里的直流電場強度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻；單位為Ω/sq | |
| 耐電壓 | 耐電壓是一項檢測絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力和檢查電氣設(shè)備絕緣制造或檢修質(zhì)量的實驗，需要使用耐電壓測試儀。耐壓測試是測量耐電壓強度的儀器，它可以直觀、準確、快速、可靠地測試各種被測對象的耐受電壓、擊穿電壓、漏電流等電氣安全性能指標.它主要達到如下目的：a.檢測絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力。b.檢查電氣設(shè)備絕緣制造或檢修質(zhì)量。c.排除因原材料、加工或運輸對絕緣的損傷，降低產(chǎn)品早期失效率。d.檢驗絕緣的電氣間隙和爬電距離。 | 參考標準：EIA-364-20C設(shè)備參數(shù)：Agilent/34420A |
| 接觸電阻 | 接觸電阻，對導體間呈現(xiàn)的電阻稱為接觸電阻。一般要求接觸電阻在10-20 mohm以下。有的開關(guān)則要求在100-500uohm以下。有些電路對接觸電阻的變化很敏感。應(yīng)該指出， 開關(guān)的接觸電阻是開關(guān)在若干次的接觸中的所允許的接觸電阻的最大值。在電路板上是專指金手指與連接器之接觸點，當電流通過時所呈現(xiàn)的電阻之位。為了減少金屬表面氧化物的生成，通常陽性的金手指部份，及連接器的陰性卡夾子皆需鍍以金屬，以抑制其“接載電阻”的發(fā)生。其他電器品的插頭擠入插座中，或?qū)п樑c其接座間也都有接觸電阻存在。 | 參考標準：EIA-364-06C設(shè)備參數(shù)：Agilent/34420A |
| 絕緣電阻 | 現(xiàn)代生活日新月異，人們一刻也離不開電。在用電過程中就存在著用電安全問題，在電器設(shè)備中，例如電機、電纜、家用電器等。絕緣物在規(guī)定條件下的直流電阻。絕緣電阻是電氣設(shè)備和電氣線路最基本的絕緣指標。對于低壓電氣裝置的交接試驗，常溫下電動機、配電設(shè)備和配電線路的絕緣電阻不應(yīng)低于0.5MΩ(對于運行中的設(shè)備和線路，絕緣電阻不應(yīng)低于1MΩ/kV)。低壓電器及其連接電纜和二次回路的絕緣電阻一般不應(yīng)低于1MΩ；在比較潮濕的環(huán)境不應(yīng)低于0.5MΩ；二次回路小母線的絕緣電阻不應(yīng)低于10MΩ。I類手持電動工具的絕緣電阻不應(yīng)低于2MΩ。絕緣電阻：加直流電壓于電介質(zhì)，經(jīng)過一定時間極化過程結(jié)束后，流過電介質(zhì)的泄漏電流對應(yīng)的電阻稱絕緣電阻。 | 參考標準：EIA-364-21C設(shè)備參數(shù)：臺灣固緯/GPT-9803 |
| 溫升 | 溫升是指電子電氣設(shè)備中的各個部件高出環(huán)境的溫度。導體通流后產(chǎn)生電流熱效應(yīng)，隨著時間的推移，導體表面的溫度不斷地上升直至穩(wěn)定。穩(wěn)定的條件是在3個小時內(nèi)前后溫差不超過2℃，此時測得導體表面的溫度為此導體的最終溫度，溫度的單位為度（℃）。上升的溫度中超過周圍空氣的溫度（環(huán)境溫度）的這一部分溫度稱為溫升，溫升的單位為開氏（K）。有些關(guān)于溫升方面的文章和試驗報告及試題中，經(jīng)常把溫升的單位寫成（℃），單位用度（℃）來表示溫升是不妥當?shù)摹?yīng)該用（K/W）來表示。為驗證電子產(chǎn)品的使用壽命、穩(wěn)定性等特性，通常會測試其重要元件（IC芯片等）的溫升，將被測設(shè)備置于高于其額定工作溫度（T=25℃）的某一特定溫度（T=70℃）下運行，穩(wěn)定后記錄其元件高于環(huán)境溫度的溫升，驗證此產(chǎn)品的設(shè)計是否合理。電氣類產(chǎn)品中：電動機的額定溫升，是指在設(shè)計規(guī)定的環(huán)境溫度(十40℃)下，電動機繞組的最高允許溫升，它取決于繞組的絕緣等級。溫升取決于電動機運行中發(fā)熱情況和散熱情況。常根據(jù)溫升判斷電動機散熱是否正常。電動機溫度是指電動機各部分實際發(fā)熱溫度，它對電動機的絕緣材影響很大，溫度過高會使絕緣老化縮短電動機壽命，甚至導致絕緣破壞·為使絕緣不致老化和破壞，對電動機繞組等各部分溫度作了一不定期的限制，這個溫度限制就是電動機的允許溫度。 | 參考標準：EIA-364-70B設(shè)備參數(shù)：Agilent/34970 |
2、零部件環(huán)境可靠性
| 大類 | 項目介紹 | 測試要求 |
|---|---|---|
| 鹽霧試驗 | 鹽霧試驗?zāi)M的是海洋或潮濕地區(qū)氣候的環(huán)境，用于考核產(chǎn)品、材料及其防護層抗鹽霧腐蝕的能力。有鹽霧試驗和交變鹽霧兩種試驗。常用于在特殊條件下的質(zhì)量評估、失效驗證。 | 測試范圍：NSS,AASS,CASS測試參數(shù)：900*600mm測試參數(shù)：1 m3測試范圍：NSS測試參數(shù)：2400*1500mm |
| 防塵防水試驗/IP等級 | 防塵防水試驗/IP等級主要針對在戶外或使用環(huán)境惡劣的電子產(chǎn)品及設(shè)備，表示法為IPXX，第一位特征數(shù)字所表示的防止接近危險部件和防止固體異物進入的防護等級，第二位特征數(shù)字所表示的防止水進入的防護等級。 | 測試范圍：IP XX測試參數(shù)：防塵: 1~4X防塵: 5~6X防水: X1~7 |
| 高溫試驗 | 高溫對產(chǎn)品有很多影響，如老化、氧化、化學變化、熱擴散、電遷移、金屬遷移、熔化、汽化變形等，通常周圍環(huán)境每上升10℃，產(chǎn)品壽命就會減少到四分之一；當周圍環(huán)境溫度上升20℃，產(chǎn)品壽命就會減少一半，產(chǎn)品壽命遵循“10℃規(guī)則”，因而高溫試驗作為最常用的試驗，用于元器件和整機的篩選、老化試驗、壽命試驗、加速壽命試驗，同時在失效分析的驗證上起重要作用。 | 測試范圍：＜200℃測試參數(shù)：小于1m3 16m3 |
| UV紫外光老化試驗 | 用于模擬對陽光、潮濕和溫度對材料的破壞作用;材料老化包括褪色、失光、強度降低、開裂、剝落、粉化和氧化等。 | 測試范圍：UVA340/UVB313/ UVA351測試參數(shù)：單個樣品尺寸為6*9cm |
| 低溫試驗 | 低溫對產(chǎn)品有很多影響，如脆化、結(jié)冰、粘度增大、固化、機械強度的降低及物理性收縮等， 低溫試驗用于考核產(chǎn)品在低溫環(huán)境下貯存和使用的適應(yīng)性，常用于產(chǎn)品在開發(fā)階段的型式試驗、元器件的篩選試驗等。 | 測試范圍：0℃~ -70℃測試參數(shù)：小于1m3 1m3 18.9m3測試范圍：-40℃~ -70℃測試參數(shù)：無要求 |
| 冷熱沖擊試驗 | 溫度沖擊的試驗?zāi)康氖菫榱嗽谳^短的時間內(nèi)確認產(chǎn)品特性的變化，以及由于構(gòu)成元器件的異種材料熱膨脹系數(shù)不同而造成的故障問題。這些變化可以通過將元器件迅速交替地暴露于超高溫和超低溫的試驗環(huán)境中觀察到。冷熱沖擊不同于環(huán)境模擬試驗，它是通過冷熱溫度沖擊發(fā)現(xiàn)常溫狀態(tài)下難以發(fā)現(xiàn)的潛在故障。 | 測試范圍：溫度: -75~220℃轉(zhuǎn)換時間，＜10秒測試參數(shù)：770*650*610mm |
| 快速溫度變化試驗 | 快速溫變是規(guī)定了溫度變化速率的溫度變化，常常模擬晝夜溫差大的地區(qū)環(huán)境，也可用于壽命試驗，用以考核元器件或產(chǎn)品的外觀、機械性能及電氣性能。 | 測試范圍：溫度:-70℃~150℃測試參數(shù)：溫度變化速率≤10℃/分鐘溫度變化速率10~25℃/分鐘 |
| 交變濕熱試驗 | 交變濕熱是模擬熱帶雨林的環(huán)境，確定產(chǎn)品和材料在溫度變化，產(chǎn)品表面凝露時的使用和貯存的適應(yīng)性。常用于壽命試驗、評價試驗和綜合試驗。 | 測試范圍：溫度：-70℃~180℃濕度：5%~98%測試參數(shù)：小于1m3 1m3 18.9m3濕度＜20%（只能用C340的箱子，低溫度≥-40℃） |
| 恒溫恒濕試驗 | 產(chǎn)品失效原因濕度的影響占40%以上，因此濕度試驗在環(huán)境試驗中是必不可少的。常用于壽命試驗、評價試驗和綜合試驗，同時在失效分析上起重要作用。尤其對含有樹脂材料的產(chǎn)品在產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量評估時該試驗是必須的。常做的雙85指的就是溫度85℃，濕度85%RH。 | 溫度/濕度環(huán)境、溫度駐留時間測試范圍：溫度：-70℃~180℃濕度：5%~98%測試參數(shù)：小于1m3 1m3 18.9m3濕度＜20% |
| 氣體腐蝕試驗 | 氣體腐蝕主要應(yīng)用于接觸點和連接件，試驗后的評定標準是接觸電阻變化，其次是外觀變化。主要的腐蝕氣體為二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯氣，可依據(jù)使用環(huán)境選擇一種或多種氣體進行試驗。 | 測試范圍：SO2/ H2S/ NO2/Cl2 濃度：0.01~100ppm；溫度：0℃~90℃ ；濕度：10%~98%測試參數(shù)：870*735*520mm |
| 低氣壓試驗 | 低氣壓試驗箱主要用于航空、航天、信息、電子等領(lǐng)域，確定儀器儀表、電工產(chǎn)品、材料、零部件、設(shè)備在低氣壓、高溫、低溫單項或同時作用下的環(huán)境適應(yīng)性與可靠性試驗。 | 測試范圍：壓力:常壓~10KPa溫度：常溫~200℃測試參數(shù)：1立方 |
| 臭氧測試 | 臭氧測試適用于適用于測試橡膠制品非金屬材料、有機材料（如：涂料、油漆、橡膠、塑膠、及其制品）的耐臭氧老化性能和老化龜裂試驗。 | 測試范圍：濃度: 0~500pphm溫度: 室溫~50℃測試參數(shù)：550*500*700mm |
| 高壓蒸煮（HAST） | 高壓蒸煮試驗采用高壓高濕條件，考核塑料封裝的半導體集成電路等電子器件的綜合影響，是用高加速的試驗方式評價電子產(chǎn)品耐濕熱的能力，常用于產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量評估、失效驗證。 | 測試范圍：溫度：105~142.9℃濕度：75%~100%壓力：0.02~0.186Mpa測試參數(shù)：400*280*270mm |
| 氙燈老化/太陽輻射 | 用模擬全陽光光譜的氙弧燈來再現(xiàn)不同環(huán)境下存在的破壞性光波，可以為科研、產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制提供相應(yīng)的環(huán)境模擬和加速試驗。 | 測試范圍：黑板溫度范圍為25℃~90℃測試參數(shù)：XE-3-HSC |
3、零部件機械類可靠性
| 大類 | 項目介紹 | 測試要求 |
|---|---|---|
| 跌落試驗 | 用來模擬產(chǎn)品在搬運期間或使用過程中可能經(jīng)受的跌落。包括（1）非包裝狀態(tài)產(chǎn)品在搬運期間可能經(jīng)受的自由跌落，樣品通常按照規(guī)定的姿態(tài)從規(guī)定的高度跌落到規(guī)定的表面上。（2）模擬負載電纜上的連接器、小型遙控裝置等在使用中可能經(jīng)受的重復(fù)自由跌落。（3）包裝跌落 | 測試范圍：＜100 kg測試參數(shù)：跌落高度：30-150cm |
| 振動試驗 | 振動試驗是仿真產(chǎn)品在運(Transportation)、安裝(Installation)及使用(Use)環(huán)境中所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，本試驗是模擬產(chǎn)品在運輸、安裝及使用環(huán)境下所遭遇到的各種振動環(huán)境影響，用來確定產(chǎn)品是否能承受各種環(huán)境振動的能力。振動試驗是評定元器件、零部件及整機在預(yù)期的運輸及使用環(huán)境中的抵抗能力。 | 測試范圍：正弦、隨機振動2噸以下振動臺 10噸振動臺 |
| 沖擊和撞擊試驗 | 許多產(chǎn)品在使用、裝卸、運輸過程中都會受到?jīng)_擊。沖擊的量值變化很大并具有復(fù)雜的性質(zhì)。因此沖擊和碰撞試驗適用于確定機械的薄弱環(huán)節(jié)，考核產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整性。 | 測試范圍：半正弦波,加速度＜500gn 半正弦波,加速度:500-5000gn測試參數(shù)：臺面尺寸：450*450mm測試范圍：方波Max:85gn測試參數(shù)：臺面尺寸：450*450mm |
| 插拔力測試 | 適用于連接器的插入力、拔出力、塑料保持力以及使用壽命等多種測試，透過計算機的分析，可精確測量待測物的荷重、行程及相對應(yīng)變化曲線，并可準確控制連接器插拔力測試行程、速度、目標測定次數(shù)及暫停時間。尤其是各項專用的夾、治具，可在測試時讓連接器更能自動求心并對準，不會有“吃單邊”的問題發(fā)上。 | 插拔次數(shù)插拔力度標準公母插頭 |
| 加速壽命試驗HALT/HASS試驗 | HALT (Highly Accelerated Life Test)高加速壽命試驗---是一種用于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的薄弱點或缺陷，通過設(shè)計改進，提高可靠性的試驗手段。其核心是采用步進方式，逐漸增大試驗應(yīng)力，逐步發(fā)現(xiàn)與排除缺陷，達到快速提高可靠性的目的。 | 測試范圍：溫度：-100℃~200℃振動：5-50Grms測試參數(shù)：1360*1370*1400mm |
| 碰撞試驗 | 用于評定運輸包裝件在運輸過程中承受多次重復(fù)性機械碰撞的耐沖擊強度及包裝對內(nèi)裝物的保護能力，它既可作為單項試驗，也可以作為一系列試驗的組成部分。 | 測試范圍：負載：0~100kg,加速度：5-100gn測試參數(shù)：臺面尺寸：500*700mm |
| 三綜合試驗 | 產(chǎn)品在實際使用中會受到各種環(huán)境因素的作用，從而使產(chǎn)品的各薄弱環(huán)節(jié)在自然和誘發(fā)環(huán)境因素的作用下產(chǎn)生故障。三綜合試驗設(shè)備可進行高溫、低溫、溫度循環(huán)、溫度沖擊、恒溫恒濕、交變濕熱、正弦定頻、正弦掃頻、隨機振動、沖擊、高溫機械沖擊、低溫機械沖擊、溫度-沖擊響應(yīng)普、溫度-振動、溫度-振動-濕度等產(chǎn)品的環(huán)境試驗。將單獨的環(huán)境應(yīng)力施加在產(chǎn)品上可激發(fā)出產(chǎn)品的故障，那么用三種不同的環(huán)境應(yīng)力施加在產(chǎn)品上則可輕易地得到3～5倍的加速效果，通過將不同的環(huán)境應(yīng)力綜合還能激發(fā)出單獨應(yīng)力施加時所不能出現(xiàn)的故障，因而三綜合試驗常常用以早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷，進而改良產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的可靠性。 | 測試范圍：溫度：-70℃~150℃濕度：25%-98%測試參數(shù)：溫度+濕度+振動 |