可靠性技術(shù)問題答疑活動問題七

本文來源于可靠性的邊界

近期，可靠知識共享學習會交流答疑活動，截止2020年9月11日如期完成了第七個問題的答疑解決，現(xiàn)將情況梳理公開如下。

【答疑活動問題七】

1、長壽命軍用元器件如何選型，在元器件篩選過程中都考慮哪些方面，采用什么手段，確保其長期運行的可靠性？

2、如何驗證軍品器件的壽命，越具體越好。如果采用加速壽命試驗評估壽命的話，評估的是正常使用環(huán)境下的壽命嗎？如果評價惡劣環(huán)境下器件的壽命，并保證評估的準確性？

3、軍品中有沒有長壽命的電解電容、液晶等器件，軍品領(lǐng)域國內(nèi)或國際頂尖器件的壽命上限是多少，制約其壽命的關(guān)鍵技術(shù)點是什么？如果要提升元器件的使用壽命，應(yīng)采取哪些措施？

【會員交流討論主要情況】

谷老師：

1、選型是系統(tǒng)性問題，考慮技術(shù)成熟，可靠，供貨，合并選型，等等。后半部分是偽問題，篩選并不能提高長期運行可靠性，篩選剔除早期失效，長期運行是浴盆底端和后段。

2、死生有命不可得而禳也。我們會要求強化，極限，再降額，但是算命沒啥意思。

3、鉭電解算不算？元器件涉及太多事情，先按8118(或者我們的40.1)講清分類，具體問題具體談～一概而論，那就只能說綜合治理。

PS：

1、溫循和振動，主要考核低周和高周疲勞，對結(jié)構(gòu)尤其是界面的影響。元器件一般特征尺寸要小，跟設(shè)備篩選不太一樣咯。固有頻率高不說，怎么施加都是問題。所以器件類更多還是選擇非破壞性鍵合拉力+基礎(chǔ)通用的隨機+離心加速度2-3萬g。其實目檢，pind，x光，聲掃也常會剔除一定比例的缺陷。對傳統(tǒng)器件最重要的還是高溫+拉偏。抽dpa判死整批的也不是不可能啊～從固有質(zhì)量水平的角度，控pda和三溫一致性很重要，還要全參3sigma。希望依靠單一手段就解決一切世間煩惱本身就是形而上了，如果pid沒整明白，qci又不重視，那神仙來了也撈不了啊。

2、元器件的質(zhì)量可靠性風險責任丟給專業(yè)第三方，然后自己著力解決板級電裝工藝的質(zhì)量風險，其他潛在風險另行考慮；反正最后產(chǎn)品整機裝備層面也是無限連帶責任，想甩也甩不出去…無所謂對錯，策略而已～充分說明可靠性是服務(wù)行業(yè)。

范會員：

長壽命高可靠是個一直提的話題，元器件的選型如果單圍繞這兩個關(guān)鍵詞，那肯定選失效率低的，元器件等級高的就好了，可實際這么做不行，為啥，價格擺在那，同樣一個片子，進口軍級和國產(chǎn)差好多。所以元器件的選型根本在于系統(tǒng)方案的合理性吧，從費效比，可靠性，供貨穩(wěn)定性等去綜合定方案，然后再選元器件。元器件的篩選正如谷老師所說，并不能保證元器件的可靠性，是對一批元件通過篩選手段去剔除不良元件，手段我們一般也是采用標準上的，如目檢，PIND，鍵合強度等。

操會員：

選型，國產(chǎn)的，還得考慮廠家，同種規(guī)格不同廠家，貫標一樣，但質(zhì)量水平等差異也蠻大的。

郭會員：

關(guān)于第二個問題，無論是環(huán)境試驗還是可靠性試驗，實驗室的模擬加速試驗量級都是按照累積損傷進行不同程度加速的。不影響產(chǎn)品壽命與功能，在潛在疲勞損傷50%之內(nèi)考核試驗要求再評估……即使還是認為算命不準確，還是可以通過競優(yōu)選擇的，多款同類產(chǎn)品做同種加速試驗，一般能分辨出最好的。

呂老師：

篩選是剔除元器件早期故障，從而使之工作在恒定失效率狀態(tài)。一些元器件的基本失效率與溫度和電應(yīng)力相關(guān)，基本失效率乘以其他相關(guān)系數(shù)(如質(zhì)量等級，環(huán)境，封裝，結(jié)溫等等)構(gòu)成實際失效率。PS：

1、實際上，整機研究所一般不作元器件級篩選，一些特珠項目也是委托外單位進行質(zhì)保。溫循和隨機篩選用在PCBA級或模塊，一般不通電。

2、元器件選用只是產(chǎn)品可靠性的一個方面，關(guān)鍵還在于設(shè)計(如降額，散熱，抗力，抗輻射，冗余，裕度等)。

【整體結(jié)論】

在此，先非常感謝各位會員的積極參與與分享交流。通過一周時間的線上會員交流討論，大家提了一些自己的見解，讓提問者有了解決問題的思路。

1、軍品元器件的選型考慮多方面的因素，技術(shù)成熟度、元器件質(zhì)量等級、供貨穩(wěn)定性以及是否為國產(chǎn)等方面的因素，實際在選型中需綜合考慮各方面因素，權(quán)衡出一個最優(yōu)的選型方案。元器件在篩選過程中需考慮對元器件可靠性敏感的應(yīng)力因素，不同元器件具有不同的敏感應(yīng)力。至于如何確保長期運行的可靠性已不再是篩選所能保證的，篩選的本質(zhì)在于剔除產(chǎn)品的早期故障，使產(chǎn)品快速的進入偶然故障期，而高可靠長壽命問題屬于可靠性設(shè)計問題，需要通過設(shè)計去賦予，在試驗中去驗證。

2、通常軍品器件屬于長壽命高可靠的范疇，驗證軍品器件的壽命無法通過正常的壽命試驗去驗證，通過加速的方式是一個理想的選擇，對于容易獲取失效數(shù)據(jù)的采用加速壽命試驗，對于不易獲取失效數(shù)據(jù)而又存在退化的采用加速退化試驗，無論采取哪種加速試驗，其核心關(guān)鍵在于所謂的加速量化模型或者叫失效物理模型。其中，加速量化模型來源于產(chǎn)品的失效機理，而失效機理來源于對不同產(chǎn)品失效物理過程的認知和了解。如何評價惡劣環(huán)境下器件的壽命，實際考慮的是加速應(yīng)力載荷的參考條件，不同的環(huán)境具有不同的參考點，即產(chǎn)品在通常工作環(huán)境和條件下所定義的產(chǎn)品各應(yīng)力載荷參數(shù)的水平。至于如何確保評估的準確性，則存在多方面的因素，至少包括加速模型的選取、產(chǎn)品失效的認知以及產(chǎn)品失效的判定與檢測問題，不同的定義會導致不同的試驗結(jié)果和不同的產(chǎn)品可靠性評價結(jié)果。

3、軍品器件的上限壽命需要考慮何種器件在何種使用環(huán)境下以及工作的使用頻率，不能一概而言。相同器件不同使用環(huán)境其壽命是不同的，相同使用環(huán)境不同使用頻次其壽命也不同，制約其壽命的關(guān)鍵點在于如何使用該器件，使用壽命不可能無限長，要想提高器件的使用壽命，則可以從產(chǎn)品失效的內(nèi)外因進行考慮，在不改變產(chǎn)品耐環(huán)境能力前提下改善產(chǎn)品所處的微環(huán)境或通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝措施提高產(chǎn)品的耐環(huán)境能力。

以上內(nèi)容，若有不正確，請指導修正，歡迎持續(xù)討論，謝謝！