可靠性测试
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可靠性测试内容
可靠性测试应该在可靠性设计之后，
½目前我½的可靠性工½主要还是在测
试阶段，这里将测试放在前面（目前大部分公司½会½略最初的可靠性设计，比
如我们公司，设计的时候，从来½没有考虑过可靠性，开发部的兄弟们不要拿砖
头仍我……这是实话，只有在测试出现失效后才开始考虑设计）
。
为了测得产品的可靠度（也就是为了测出产品的
MTBF）
，我们需要拿出一
定的样品，做较长时间的运行测试，找出每个样品的失效时间，根据第一节的公
式计算出
MTBF，½然样品数量越多，测试结果就越准确。½是，这样的理想测
试实际上是不可½的，因为对这种测试而言，要等到最后一个样品出现故障――
需要的测试时间长得无法想象，
要所有样品½出现故障——需要的成本高得无法
想象。
为了测试可靠性，
这里介绍：
加速测试
（也就增加应力*） ½缺陷迅速显现；
，
经过大量专家、长时间的统计，找到了一些增加应力的方法，½化成一些测试的
项目。如果产品经过这些项目的测试，依然没有明显的缺陷，就说明产品的可靠
性至少可以达到某一水平，
经过换算可以计算出
MTBF
（因产品½通过这些测试，
并无明显缺陷出现，说明未达到产品的极限½力，所以此时对应的
MTBF
是产
品的最小值）
。其它计算方法见下文。
（*应力：就是指外界各种环境对产品的破
坏力，如产品在
85℃下工½受到的应力比在 25℃下工½受到的应力大；在高应
力下工½，产品失效的可½性就大大增加了）
；
一、环境测试
产品在½用过程中，有不同的½用环境（有些安装在室外、有些随身携带、
有些装有船上等等）
，会受到不同环境的应力（有些受到风吹雨湿、有些受到振
动与跌½、有些受到盐雾蚀侵等等）
；为了确认产品½在这些环境下正常工½，
½标、行标½要求产品在环境方法模拟一些测试项目，这些测试项目包括：
1).
高温测试（高温运行、高温贮存）
；
2).
½温测试（½温运行、½温贮存）
；
3).
高½温交变测试（温度循环测试、热冲击测试）
；
4).
高温高湿测试（湿热贮存、湿热循环）
；
5).
机械振动测试（随机振动测试、扫频振动测试）
；
6).
½½运输测试（模拟运输测试、碰撞测试）
；
7).
机械冲击测试；
8).
开关电测试；
9).
电源拉偏测试；
10).冷启动测试；
11).盐雾测试；
12).淋雨测试；
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13).尘砂测试；
上述环境试验的相关½家标准如下（部分试验可½没有相关½标，或者是我
还没有找到）
：
1、½温试验
按
GB/T 2423.1—89《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 ½温
试验》
；
GB/T 2423.22—87《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 温度变
化试验方法》
进行½温试验及温度变化试验。
温度范围：-70℃½10℃。
2、高温试验
按
GB/T 2423.2—89《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 高温
试验》
；
GB/T 2423.22—87《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 温度变
化试验方法》
进行高温试验及温度变化试验。
温度范围：10℃½210℃
3、湿热试验
按
GB/T 2423.3—93《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 恒定
湿热试验》
；
GB/T2423.4—93
《电工电子产品环境试验 第二部分：
试验方法 交变湿热
试验》
进行恒定湿热试验及交变湿热试验。
湿度范围：30%RH½100%RH
4、霉菌试验
按
GB/T 2423.16—90
《电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 长霉
试验》进行霉菌试验。
5、盐雾试验
按
GB/T 2423.17—93
《电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 盐雾
试验》进行盐雾试验。
6、½气压试验
按
GB/T 2423.21—92
《电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 ½气
压试验》
；
GB/T2423.25—92《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 ½温/
½气压试验》
；
GB/T2423.26—92
《电工电子产品 环境试验第二部分：试验方法 高温/
½气压试验》
；
进行½气压试验，高、½温/½气压试验。试验范围：-70℃½100℃
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0½
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760mmHg 20%½95%RH。
7、振动试验
按
GB/T 2423.10—95
《电工电子产品环境试验 第二部分：试验方法 振动
试验》进行振动试验。
频率范围
（机械振动台）
5½60Hz
定频振动
5½80Hz）
最大½移振幅
3.5mm
：
（
，
（满½½）
。频率范围（电磁振动台）
：5½3000Hz，最大½移
25mmP-P。
8、冲击试验
按
GB/T 2423.5—95《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 冲击
试验》进行冲击试验。冲击加速度范围：
（50½1500）m/s2。
9、碰撞试验
按
GB/T 2423.6—95《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 碰撞
试验》进行碰撞试验。
10、跌½试验
按
GB/T 2423.7—95《电工电子产品环境试验
第二部分：试验方法 倾跌
与翻到试验》
；
GB/T2423.8—95
《电工电子产品环境试验 第二部分：
试验方法 自由跌½
试验》进行跌½试验。
说明：
上面
13
项比较全面地概括了产品在实现½用过程中碰到的外界环境；
实际测试时，因为各产品本身属性的相差较远、½用环境相差也很大，各公司可
以根据产品的特点，适½选取、增加一些项目来测试（此产品对应的½/行标中
要求的必测试项目，½然是必须测试的）
；也可以根据产品特定的½用环境与½
用方法，自行设计一些新测试项目，以验证产品是否½长期工½。
测试条件：不同的产品测试条件不一样；就拿高温测试来说，有些产品要求
做高温贮存测试，有些要求做高温运行测试，有些产品的高温用
85℃做测试，
有些产品的高温是用
65℃做测试。½是，宗旨只有一个，那就是至少满足½/行
标。要测试一种产品的可靠性，找到这种产品的½/行标是必需的，按照½/行标
的要求和指引找出必须的测试项目与各项目的测试方法，从而进行环境测试；
同一种产品，在不同的阶段，测试条件也不一样；一般而言，产品会经过研
发、小批量试产、批量生产三个不同的阶段。在研发阶段，测试条件最严（应力
最大）
、测试延续的时候最短；小批量试产阶段，测试应力适中、测试时间适中；
批量生产阶段，测试应力最小、测试时间较短；三个阶段的主要差别见下表：
加速环境试验技术
传统的环境试验是基于真实环境模拟的试验方法，称为环境模拟试验。这种
试验方法的特点是：模拟真实环境，加上设计裕度，确保试验过关。其缺陷在于
试验的效率不高，并且试验的资源耗费巨大。
加速环境试验
AET(Accelerated EnvironmentalTesting)是一项新兴的可靠性
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试验技术。该技术突破了传统可靠性试验的技术思路，将激发的试验机制引入到
可靠性试验，可以大大缩短试验时间，提高试验效率，降½试验耗损。加速环境
试验技术领域的研究与应用推广对可靠性工程的发展具有重要的现实意义。
加速环境试验
激发试验(Stimulation)通过½加激发应力、环境快速检测来清除产品的½在
缺陷。试验所½加的应力并不模拟真实环境，而以提高激发效率为目标。??
加速环境试验是一种激发试验，它通过强化的应力环境来进行可靠性试验。
加速环境试验的加速水平通常用加速因子来表示。
加速因子定义为设备在自然服
½环境下的寿½与在加速环境下的寿½之比。
½加的应力可以是温度、振动、压力和湿度(即所谓“四综合”)及其他应力，
应力的组合亦是有些场合更为有效的激发方式。
高温变率的温度循环和½带随机
振动是公认最有效的激发应力½式。加速环境试验有
2
种基本类型：加速寿½试
验(AcceleratedLife
Testing)、可靠性强化试验(Reliability Enhancement Testing)。
可靠性强化试验(RET)用以暴露与产品设计有关的早期失效故障，½同时，
也用于确定产品在有效寿½期内抗随机故障的强度。
加速寿½试验的目的是找出
产品是如½发生、½时发生、为½发生磨耗失效的。下面分别对
2
种基本类型进
行简单阐述。
1、
加速寿½试验(ALT)
加速寿½试验只对元器件、材料和工艺方法进行，用于确定元器件、材料及
生产工艺的寿½。其目的不是暴露缺陷，而是识别及量化在½用寿½末期导致产
品损耗的失效及其失效机理。有时产品的寿½很长，为了给出产品的寿½期，加
速寿½试验必须进行足够长的时间。??
加速寿½试验是基于如下假设：即受试品在短时间、高应力½用下表现出的
特性与产品在长时间、½应力½用下表现出来的特性是一致的。为了缩短试验时
间，采用加速应力，即所谓高加速寿½试验(HALT)。??
加速寿½试验提供了产品预期磨损机理的有价值数据，
这在½今的市场上是
很关键的，因为越来越多的消费者对其购买的产品提出了½用寿½要求。估计½
用寿½仅仅是加速寿½试验的用处之一。
它½½设计者和生产者对产品有更全面
的了解，识别出关键的元器件、材料和工艺，并根据需要进行改进及控制。另外
试验得出的数据½生产厂商和消费者对产品有充分的信心。
加速寿½试验的对象是½样产品。
2、可靠性强化试验(RET)
可靠性强化试验有许多名称和½式，如步进应力试验、应力寿½试验
(STRIEF)、高加速寿½试验(HALT)等。RET
的目的是通过系统地½加逐渐增大
的环境应力和工½应力，来激发故障和暴露设计中的薄弱环节，从而评价产品设
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计的可靠性。因此，RET 应该在产品设计和发展周期中最初的阶段实½，以便
于修改设计。
½外可靠性的有关研究人员在
80
年代初就注意到由于设计½在缺陷的残留
量较大，给可靠性的提高提供了可观的空间，另外价格和研制周期问题也是½今
市场竞争的焦点。研究证明，RET 不失为解决这个问题的最½方法之一。它获
得的可靠性比传统的方法高得多，更为重要的是，它在短时间内就可获得早期可
靠性，
无须像传统方法那样需要长时间的可靠性增长(TAAF)，
从而降½了成本。
??
RET
的目的是要引起失效，因此它是破坏性试验，试样数量½可½少。进
行
RET
的理想时间是在设计周期的末期，此时设计、材料、元器件和工艺等½
准备就绪，而生产尚未开始。通常
RET
的做法是½加预定的环境应力和工½应
力(单独加、顺序加或同时加)，从小量级开始，然后逐步增加直到出现以下
3
种
情况：
全部试样失效；
应力值大大超出服½期望值；
出现非相关失效。
（非相关失效是指服½中不可½出现的失效模式）
可靠性强化试验也是针对少量½样产品进行的。
3、其它类型加速环境试验
可靠性试验还包括可靠性统计试验，即可靠性鉴定试验和可靠性验收试验。
基于加速环境的可靠性统计试验(即加速可靠性鉴定试验和加速可靠性验收试验)
是加速环境试验亟待解决的一个问题。
该问题的核心是通过高量级的加速环境试
验数据去评估试样在½量级的服½环境中的可靠性水平。
在产品的全寿½周期管
理中，它们的功½在一定条件下可以由前述
2
种加速环境试验来实现。
4、加速环境试验在产品全寿½周期管理中的应用
在产品的设计、研制、生产和½用直至寿½末期整个寿½周期内，其可
靠性的设计、
改进、
评估½离不开环境试验手段，
而加速环境试验在产品的设计、
研制和生产中是实现产品的可靠性增长和确定、评估产品可靠性水平的重要手
段。
根据市场需求和用户的要求确定产品之后，就可初步设计½产品雏½。此时
一般需要对元器件和原材料进行选择，选择代表试样进行加速寿½试验，从而确
定所选择的元器件和原材料。
产品设计完成并制造试样后就可以进行可靠性强化
试验(RET)，
以实现可靠性增长。
这将是一个逐步清除设计上的薄弱环节的过程，
同时，可以对材料和工艺方法进行加速寿½试验，为产品的正式生产奠定基础。
这是一个反复的过程，即是一个试验——分析改进——试验的循环过程。为了确
定产品的有效寿½，需要对产品的½样进行加速寿½试验(ALT 或
HALT)，同时
加速寿½试验还将为
ESS
提供必要的有关产品的数据。在清除了设计上的缺陷
及薄弱环节之后，产品可以正式批量生产。环境应力筛选方案可以根据
ALT(或
HALT)确定的极限来确定。以最为有效的温度循环和½带随机振动为例，两端的
温度应该比工½极限约½
20%，用在生产中的 ESS
振动量级应该约为振动破坏
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