產(chǎn)品加速壽命試驗(Accelerated Life Test, ALT)是通過施加高于正常使用條件的應(yīng)力(如溫度、電壓、濕度等),加速產(chǎn)品失效過程,從而在較短時間內(nèi)評估其在正常使用環(huán)境下的壽命和可靠性。以下是其具體實施步驟,結(jié)合行業(yè)通用流程及標(biāo)準(zhǔn)要求(如 IEC 62506 等)進(jìn)行詳細(xì)說明:
目標(biāo):明確試驗?zāi)康模ㄈ缭u估壽命、驗證設(shè)計、篩選缺陷、建立可靠性模型等)。
對象:確定受試產(chǎn)品類型(如電子元件、機(jī)械部件、整機(jī)等),并明確其規(guī)格、批次及應(yīng)用場景。
關(guān)鍵點:需結(jié)合產(chǎn)品使用場景,例如高溫環(huán)境下的戶外設(shè)備,需重點考慮溫度應(yīng)力;潮濕環(huán)境下的設(shè)備則關(guān)注濕度應(yīng)力。
通過前期可靠性研究(如 FMEA 分析)或歷史數(shù)據(jù),確定產(chǎn)品主要失效機(jī)理(如熱疲勞、電遷移、腐蝕等)。
示例:電解電容的失效機(jī)理通常與溫度導(dǎo)致的電解液干涸相關(guān),因此優(yōu)先選擇溫度作為加速應(yīng)力。
標(biāo)準(zhǔn)參考:IEC 62506 中強(qiáng)調(diào)需基于失效機(jī)理選擇應(yīng)力類型,避免因應(yīng)力類型不當(dāng)導(dǎo)致失效模式偏離實際。
常見應(yīng)力類型:
溫度應(yīng)力:適用于熱相關(guān)失效(如高溫老化試驗),通過阿倫尼斯模型(Arrhenius Model)計算加速因子。
電應(yīng)力:提高電壓或電流,適用于電子元器件(如高壓加速壽命試驗 HALT)。
濕度應(yīng)力:高溫高濕環(huán)境(如濕熱試驗),用于評估防潮性能。
機(jī)械應(yīng)力:振動、沖擊等,適用于機(jī)械結(jié)構(gòu)件。
應(yīng)力水平確定:
樣本篩選:從批次中隨機(jī)抽取樣本,避免因樣本偏差導(dǎo)致結(jié)果失真。
分組設(shè)計:將樣本分為不同應(yīng)力組(如高溫組、常溫對照組),每組樣本量≥10 個(根據(jù)統(tǒng)計需求調(diào)整)。
預(yù)處理:對樣本進(jìn)行初始性能測試,記錄基線數(shù)據(jù)(如電阻值、電容容量等)。
整理失效時間(t1, t2, ..., tn)、失效模式(如短路、開路、性能退化等)及對應(yīng)應(yīng)力水平。
示例:某電容在 130℃下的失效時間為 500h、600h、700h,失效模式為容量下降超 30%。
應(yīng)力合理性:避免應(yīng)力過高導(dǎo)致失效機(jī)理改變(如溫度過高可能使塑料外殼融化,而非元件本身熱疲勞失效)。
樣本代表性:確保受試樣本能反映批量產(chǎn)品的質(zhì)量水平,避免因樣本篩選偏差導(dǎo)致結(jié)果失真。
數(shù)據(jù)完整性:嚴(yán)格記錄所有失效數(shù)據(jù),包括截尾數(shù)據(jù)(未失效樣本的試驗時間),避免因數(shù)據(jù)缺失影響分析準(zhǔn)確性。
標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性:若涉及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如汽車電子需遵循 AEC-Q100),需確保試驗方法符合對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求。
通過以上步驟,可系統(tǒng)地開展加速壽命試驗,為產(chǎn)品可靠性評估、壽命預(yù)測及改進(jìn)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。實際應(yīng)用中需結(jié)合產(chǎn)品特性與使用場景,靈活調(diào)整試驗方案,并借助統(tǒng)計工具與失效分析技術(shù)提升結(jié)果的準(zhǔn)確性。