产品在出厂时往往会进行高温老化测试,那出厂前高温老化的目的是什么?
可靠性定义
首先我们要知道产品的可靠性,可靠性的定义是指产品在规定的条件下能够正常运行达到产品寿命的概率。
如下公式表示,其中,λ表示固有故障率,不包括初期故障(早期故障)和磨损故障(寿命终点)。
浴盆曲线
大多数产品的失效率特性曲线(浴盆曲线)如下图所示:它显示的是产品使用故障率随着时间的变化而变化的关系,虽然不同产品的故障机理不同,但产品的故障率随着时间的变化三个阶段都是相似的。
根据《可靠性工程师手册》记录,浴盆曲线可分为早期故障期、偶然故障期、耗损故障期。
早期故障期
早期故障期是产品投入使用的初期,产品的故障率较高,并且有迅速下降特征的一个时期。这个阶段产品的故障主要是设计与制造中的缺陷,如设计不当、材料缺陷、加工缺陷、安装调整不当等。这些故障在产品投入使用后很快就暴露出来,所以可以通过加强质量管理及采用环境应力筛选的方式来减少甚至消除早期失效。
偶然故障期
偶然故障期是产品投入一段时间使用后,产品的故障率降低到一个较低的水平且基本处理平衡状态,近似的可以认为故障率为常数。在这个时期的产品故障主要是由偶然因素引起的,所有这段时间也是产品的主要服役时间。
耗损故障期
耗损故障期是产品投入使用相当长时间后,产品的故障率随时间快速上升,很快出现产品故障率大量增加直到最后报废的时期。这一阶段产品的故障主要是由老化、疲劳、磨损、腐蚀等耗损性因素引起的。通过对产品试验数据的分析,可以确定耗损阶段的起始点,在耗损起始点到来之前进行一些预防性的维护,可能延长产品的使用寿命。
当然也并不是所有的产品故障率都会有明显的三个阶段,有些高质量电子产品,期故障率曲线在寿命期内基本是一条平稳的直线,而质量低的产品可能存在大量早期失效或是很快就进行耗损故障期。
总结
产品故障率表现出的三个阶段并不是顾客所期望的,产品的早期失效往往是顾客抱怨的根源。因此在出厂前我们需要尽可能减少并消除早期故障,改变产品的浴盆曲线,让产品到客户端就已经是偶然故障期这个比较稳定时期。这也是在出厂前要进行产品整机高温老化的目的。