在高端装备、消费电子、新能源汽车等产业对产品寿命和稳定性要求持续攀升的今天,传统依赖统计数据、“设计-测试-整改”的试错式可靠性设计模式已经逐渐走到瓶颈。一款汽车电子控制器需要在-40℃到125℃的温度循环、高频振动、潮湿盐雾的复合环境下保证10年使用寿命,按传统方法仅可靠性验证就需要近2年时间,整改成本动辄超过千万元;航天级元器件要求失效率低于10-9/小时,根本没有足够的样本量支撑统计评估。正是在这样的背景下,基于失效物理(Physics of Failure, PoF)的可靠性设计方法脱颖而出,实现了可靠性工程从“经验驱动”到“机理驱动”的范式转变,从根源上解决产品的失效风险问题。
失效物理(Physics of Failure, PoF)的概念最早于1962年由美国空军罗姆航空发展中心正式提出,核心是通过分析产品失效的物理、化学过程,构建机理模型以预测可靠性,从本质上解决产品的可靠性问题。这一方法的出现,打破了传统可靠性研究依赖统计数据的“黑盒”模式,将可靠性工程从数据统计层面推向了机理分析的“白盒”阶段。
本篇根据《电子微组装可靠性设计(基础篇)》的相关内容改编,本篇的思维导图如下,重点介绍四个方面的内容。