可靠性技术问题答疑活动问题七

本文来源于可靠性的边界

近期，可靠知识共享学习会交流答疑活动，截止2020年9月11日如期完成了第七个问题的答疑解决，现将情况梳理公开如下。

【答疑活动问题七】

1、长寿命军用元器件如何选型，在元器件筛选过程中都考虑哪些方面，采用什么手段，确保其长期运行的可靠性？

2、如何验证军品器件的寿命，越具体越好。如果采用加速寿命试验评估寿命的话，评估的是正常使用环境下的寿命吗？如果评价恶劣环境下器件的寿命，并保证评估的准确性？

3、军品中有没有长寿命的电解电容、液晶等器件，军品领域国内或国际顶尖器件的寿命上限是多少，制约其寿命的关键技术点是什么？如果要提升元器件的使用寿命，应采取哪些措施？

【会员交流讨论主要情况】

谷老师：

1、选型是系统性问题，考虑技术成熟，可靠，供货，合并选型，等等。后半部分是伪问题，筛选并不能提高长期运行可靠性，筛选剔除早期失效，长期运行是浴盆底端和后段。

2、死生有命不可得而禳也。我们会要求强化，极限，再降额，但是算命没啥意思。

3、钽电解算不算？元器件涉及太多事情，先按8118(或者我们的40.1)讲清分类，具体问题具体谈～一概而论，那就只能说综合治理。

PS：

1、温循和振动，主要考核低周和高周疲劳，对结构尤其是界面的影响。元器件一般特征尺寸要小，跟设备筛选不太一样咯。固有频率高不说，怎么施加都是问题。所以器件类更多还是选择非破坏性键合拉力+基础通用的随机+离心加速度2-3万g。其实目检，pind，x光，声扫也常会剔除一定比例的缺陷。对传统器件最重要的还是高温+拉偏。抽dpa判死整批的也不是不可能啊～从固有质量水平的角度，控pda和三温一致性很重要，还要全参3sigma。希望依靠单一手段就解决一切世间烦恼本身就是形而上了，如果pid没整明白，qci又不重视，那神仙来了也捞不了啊。

2、元器件的质量可靠性风险责任丢给专业第三方，然后自己着力解决板级电装工艺的质量风险，其他潜在风险另行考虑；反正最后产品整机装备层面也是无限连带责任，想甩也甩不出去…无所谓对错，策略而已～充分说明可靠性是服务行业。

范会员：

长寿命高可靠是个一直提的话题，元器件的选型如果单围绕这两个关键词，那肯定选失效率低的，元器件等级高的就好了，可实际这么做不行，为啥，价格摆在那，同样一个片子，进口军级和国产差好多。所以元器件的选型根本在于系统方案的合理性吧，从费效比，可靠性，供货稳定性等去综合定方案，然后再选元器件。元器件的筛选正如谷老师所说，并不能保证元器件的可靠性，是对一批元件通过筛选手段去剔除不良元件，手段我们一般也是采用标准上的，如目检，PIND，键合强度等。

操会员：

选型，国产的，还得考虑厂家，同种规格不同厂家，贯标一样，但质量水平等差异也蛮大的。

郭会员：

关于第二个问题，无论是环境试验还是可靠性试验，实验室的模拟加速试验量级都是按照累积损伤进行不同程度加速的。不影响产品寿命与功能，在潜在疲劳损伤50%之内考核试验要求再评估……即使还是认为算命不准确，还是可以通过竞优选择的，多款同类产品做同种加速试验，一般能分辨出最好的。

吕老师：

筛选是剔除元器件早期故障，从而使之工作在恒定失效率状态。一些元器件的基本失效率与温度和电应力相关，基本失效率乘以其他相关系数(如质量等级，环境，封装，结温等等)构成实际失效率。PS：

1、实际上，整机研究所一般不作元器件级筛选，一些特珠项目也是委托外单位进行质保。温循和随机筛选用在PCBA级或模块，一般不通电。

2、元器件选用只是产品可靠性的一个方面，关键还在于设计(如降额，散热，抗力，抗辐射，冗余，裕度等)。

【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，让提问者有了解决问题的思路。

1、军品元器件的选型考虑多方面的因素，技术成熟度、元器件质量等级、供货稳定性以及是否为国产等方面的因素，实际在选型中需综合考虑各方面因素，权衡出一个最优的选型方案。元器件在筛选过程中需考虑对元器件可靠性敏感的应力因素，不同元器件具有不同的敏感应力。至于如何确保长期运行的可靠性已不再是筛选所能保证的，筛选的本质在于剔除产品的早期故障，使产品快速的进入偶然故障期，而高可靠长寿命问题属于可靠性设计问题，需要通过设计去赋予，在试验中去验证。

2、通常军品器件属于长寿命高可靠的范畴，验证军品器件的寿命无法通过正常的寿命试验去验证，通过加速的方式是一个理想的选择，对于容易获取失效数据的采用加速寿命试验，对于不易获取失效数据而又存在退化的采用加速退化试验，无论采取哪种加速试验，其核心关键在于所谓的加速量化模型或者叫失效物理模型。其中，加速量化模型来源于产品的失效机理，而失效机理来源于对不同产品失效物理过程的认知和了解。如何评价恶劣环境下器件的寿命，实际考虑的是加速应力载荷的参考条件，不同的环境具有不同的参考点，即产品在通常工作环境和条件下所定义的产品各应力载荷参数的水平。至于如何确保评估的准确性，则存在多方面的因素，至少包括加速模型的选取、产品失效的认知以及产品失效的判定与检测问题，不同的定义会导致不同的试验结果和不同的产品可靠性评价结果。

3、军品器件的上限寿命需要考虑何种器件在何种使用环境下以及工作的使用频率，不能一概而言。相同器件不同使用环境其寿命是不同的，相同使用环境不同使用频次其寿命也不同，制约其寿命的关键点在于如何使用该器件，使用寿命不可能无限长，要想提高器件的使用寿命，则可以从产品失效的内外因进行考虑，在不改变产品耐环境能力前提下改善产品所处的微环境或通过特殊的结构设计和工艺措施提高产品的耐环境能力。

以上内容，若有不正确，请指导修正，欢迎持续讨论，谢谢！