
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境下的壽命嗎?如果評價惡劣環境下器件的壽命,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,軍品領域國內或國際頂尖器件的壽命上限是多少,制約其壽命的關鍵技術點是什么?如果要提升元器件的使用壽命,應采取哪些措施?
【會員交流討論主要情況】
谷老師:
1、選型是系統性問題,考慮技術成熟,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,對結構尤其是界面的影響。元器件一般特征尺寸要小,跟設備篩選不太一樣咯。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、元器件的質量可靠性風險責任丟給專業第三方,然后自己著力解決板級電裝工藝的質量風險,其他潛在風險另行考慮;反正最后產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行業。
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,進口軍級和國產差好多。所以元器件的選型根本在于系統方案的合理性吧,從費效比,可靠性,供貨穩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,國產的,還得考慮廠家,同種規格不同廠家,貫標一樣,但質量水平等差異也蠻大的。
郭會員:
關于第二個問題,無論是環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。不影響產品壽命與功能,在潛在疲勞損傷50%之內考核試驗要求再評估……即使還是認為算命不準確,還是可以通過競優選擇的,多款同類產品做同種加速試驗,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。一些元器件的基本失效率與溫度和電應力相關,基本失效率乘以其他相關系數(如質量等級,環境,封裝,結溫等等)構成實際失效率。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、元器件選用只是產品可靠性的一個方面,關鍵還在于設計(如降額,散熱,抗力,抗輻射,冗余,裕度等)。
【整體結論】
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,技術成熟度、元器件質量等級、供貨穩定性以及是否為國產等方面的因素,實際在選型中需綜合考慮各方面因素,權衡出一個最優的選型方案。元器件在篩選過程中需考慮對元器件可靠性敏感的應力因素,不同元器件具有不同的敏感應力。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,篩選的本質在于剔除產品的早期故障,使產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計問題,需要通過設計去賦予,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據的采用加速壽命試驗,對于不易獲取失效數據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品的失效機理,而失效機理來源于對不同產品失效物理過程的認知和了解。如何評價惡劣環境下器件的壽命,實際考慮的是加速應力載荷的參考條件,不同的環境具有不同的參考點,即產品在通常工作環境和條件下所定義的產品各應力載荷參數的水平。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、產品失效的認知以及產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果和不同的產品可靠性評價結果。
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境其壽命是不同的,相同使用環境不同使用頻次其壽命也不同,制約其壽命的關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,則可以從產品失效的內外因進行考慮,在不改變產品耐環境能力前提下改善產品所處的微環境或通過特殊的結構設計和工藝措施提高產品的耐環境能力。
以上內容,若有不正確,請指導修正,歡迎持續討論,謝謝!

長按二維碼識別關注我們