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目录1

第1章　概论1

1.1　可靠性术语和参数1

1.1.1　可靠性基本概念1

1.1.2　产品可靠性参数2

1.2　电子元器件的可靠性表征4

1.2.1　初始性能及其随时间的变化量5

1.2.2　环境适应能力5

1.3.1　试验目的6

1.3　可靠性试验的目的和分类6

1.2.4　失效模式、机理及其分布6

1.2.3　失效率或寿命6

1.3.2　试验分类及应用对象7

1.4　可靠性试验技术的发展10

1.4.1　寿命试验技术的发展10

1.4.2　高可靠元器件可靠性试验技术的发展12

参考文献13

第2章　可靠性数学及应用14

2.1　寿命分布14

2.1.1　指数分布14

2.1.3　对数正态分布15

2.1.2　正态分布15

2.1.4　威布尔分布16

2.2　抽样检验16

2.2.1　抽样检验的必要性及其目的16

2.2.2　抽样概率分布17

2.2.3　抽样特性曲线（OC曲线）18

2.2.4　计数抽样检验方案19

2.2.5　LTPD抽样检验21

2.2.6　AQL抽样检验25

2.2.7　指数型失效率抽样方案28

2.2.8　元件失效率鉴定检验抽样29

2.2.9　固定样本大小抽样检验30

2.2.10　确定抽样方案示例31

2.2.11　逐批抽样检验（检查）和周期抽样检验（检查）的实施32

2.3　试验数据的处理方法36

2.3.1　最佳线性无偏估计36

2.3.2　极大似然估计38

2.3.3　图估计38

参考文献40

3.1　寿命与应力的关系41

3.1.1　寿命与温度关系的阿列尼乌斯模型41

第3章　寿命试验41

3.1.2　寿命与温度及非温度应力关系的爱林模型43

3.1.3　寿命与电压关系的逆幂律模型44

3.1.4　电解腐蚀寿命与湿度的关系45

3.2　指数分布寿命试验45

3.2.1　指数分布寿命试验的意义45

3.2.2　试验设计46

3.2.3　试验结果的统计分析47

3.3.1　进行加速寿命试验的必要性49

3.3.2　加速寿命试验方法分类49

3.3　加速寿命试验49

3.3.3　恒定应力加速寿命试验设计及其实施50

3.3.4　恒定应力加速寿命试验结果的图估计法52

3.3.5　加速寿命试验中方程常数及加速系数的估计64

3.3.6　加速寿命试验案例——高频大功率晶体管3DA76D的加速寿命试验66

3.4　寿命试验中的一些技术问题71

3.4.1　试验方法问题71

3.4.2　测量方法问题72

3.4.3　试验设备和装置问题72

3.4.4　保证测量数据的准确性问题72

参考文献73

4.1.1　环境试验的作用74

第4章　环境试验74

4.1　概述74

4.1.2　环境试验的类型75

4.1.3　环境试验发展概况77

4.2　气候环境试验78

4.2.1　低温试验78

4.2.2　高温试验79

4.2.3　温度变化试验81

4.2.4　湿热试验84

4.3.1　冲击试验87

4.3　机械环境试验87

4.3.2　碰撞试验91

4.3.3　跌落与翻倒试验93

4.3.4　正弦振动试验95

4.3.5　随机振动试验97

4.3.6　恒定（稳态）加速度试验100

4.4　水浸渍试验102

4.4.1　试验目的102

4.4.2　试验条件102

4.4.3　试验程序102

4.5.1　试验目的103

4.5　低气压试验103

4.4.4　有关技术与设备要求103

4.5.2　试验条件104

4.5.3　试验程序104

4.5.4　有关技术与设备要求104

4.6　太阳辐射试验105

4.6.1　试验目的105

4.6.2　试验条件105

4.6.3　试验程序106

4.6.4　有关技术和设备要求106

4.7.2　试验条件110

4.7　电离辐射试验110

4.7.1　试验目的110

4.7.3　试验程序111

4.7.4　有关技术与设备要求112

4.8　盐雾腐蚀试验115

4.8.1　试验目的115

4.8.2　试验条件115

4.8.3　试验程序116

4.8.4　有关技术与设备要求116

4.9.2　试验条件117

4.9.1　试验目的117

4.9　霉菌试验117

4.9.3　试验程序118

4.9.4　有关技术与设备要求120

4.10　沙尘试验121

4.10.1　试验目的121

4.10.2　试验条件121

4.10.3　试验程序122

4.10.4　有关技术与设备要求122

4.11.1　试验目的123

4.11.2　试验条件123

4.11　地震试验123

4.11.3　试验程序125

4.11.4　有关技术与设备要求126

4.12　声震试验129

4.12.1　试验目的129

4.12.2　试验条件129

4.12.3　试验程序129

4.12.4　有关技术与设备要求130

4.13　运输试验131

4.13.1　试验目的131

4.13.4　有关技术与设备要求132

4.13.3　试验程序132

4.13.2　试验条件132

4.14　天然环境试验133

4.14.1　试验目的133

4.14.2　试验条件133

4.14.3　试验程序133

4.14.4　有关技术与设备要求134

4.15　综合环境试验136

4.15.1　试验目的136

4.15.2　试验条件136

4.15.3　试验程序137

4.15.4　有关技术与设备要求138

参考文献140

第5章　极限应力试验141

5.1　极限应力试验的概念141

5.2　进行极限应力试验的目的和作用141

5.3　极限应力试验的电参数测试141

5.4　极限应力试验的程序141

5.5　极限应力试验方法142

5.5.1　热评价142

5.5.2　持续温度循环试验146

5.5.3　步进应力机械冲击试验148

5.5.4　步进应力恒定加速度试验149

5.5.6　恒定高应力工作寿命试验150

5.5.7　步进应力储存寿命试验150

5.5.8　试验失效样品分析程序150

5.5.5　步进应力工作寿命试验150

5.5.9　极限试验方案156

5.6　案例156

5.6.1　某高可靠InGaP/GaAs异质结晶体管（HBT）的热分析156

5.6.2　某航天工程用的微处理器的步进应力恒定加速度试验157

参考文献159

6.1.1　鉴定试验目的160

6.1.2　鉴定试验分类和特点160

6.1　鉴定试验和元器件质量等级160

第6章　电子元器件鉴定试验160

6.1.3　国内外电子元器件的可靠性／质量等级161

6.2　鉴定试验管理162

6.2.1　鉴定实验室162

6.2.2　鉴定形式163

6.2.3　新品鉴定工作程序163

6.2.4　工作效果164

6.3　鉴定试验程序164

6.3.4　失效判据165

6.3.3　测试、试验项目及其条件165

6.3.5　允许失效数165

6.3.1　鉴定检验批组成165

6.3.2　鉴定试验样品抽取165

6.3.6　试验数据处理和出具鉴定报告166

6.3.7　失效报告与纠正措施报告166

6.3.8　鉴定合格资格的维持166

6.4　鉴定试验大纲166

6.5　鉴定试验方法166

6.5.1　传统试验方法166

6.5.2　现代试验方法167

6.6.1　元器件失效率鉴定试验示例169

6.6　试验示例169

6.6.2　元器件质量等级鉴定试验示例170

第7章　可靠性筛选试验173

7.1　可靠性筛选试验的意义及其特点和分类173

7.1.1　可靠性筛选试验的意义和特点173

7.1.2　筛选试验的分类174

7.2　常用的可靠性筛选方法175

7.2.1　检查筛选175

7.2.2　环境应力筛选177

7.2.3　寿命筛选179

7.2.4　特性参数电测筛选183

7.3　精密老练筛选方法186

7.4　线性判别筛选方法187

7.4.1　线性判别筛选的基本原理187

7.4.2　线性判别式的建立187

7.4.3　示例——用线性判别法筛选半导体器件3DA76189

7.5　可靠性物理筛选方法196

7.5.1　无源元件非线性筛选196

7.5.2　噪声测量筛选198

7.6　可靠性筛选方案的设计199

7.6.1　筛选项目的确定200

7.6.2　筛选应力强度（水平）的确定203

7.6.3　筛选时间的确定206

7.6.4　电参数测量周期的确定210

7.6.5　筛选参数及判据的确定210

7.7　可靠性筛选方案的评价211

7.7.1　筛选淘汰率211

7.7.2　筛选效率211

7.7.3　筛选效果212

7.8　元器件补充筛选（二次筛选）212

7.8.1　补充筛选（二次筛选）的适用范围212

7.8.3　补充筛选（二次筛选）的风险性213

7.8.4　确定元器件补充筛选（二次筛选）程序的原则213

7.8.2　补充筛选（二次筛选）的局限性213

7.8.5　元器件补充筛选程序示例214

参考文献217

第8章　可靠性增长试验218

8.1　可靠性增长概念218

8.1.1　概述218

8.1.2　可靠性增长过程219

8.1.3　杜安模型与增长曲线220

8.2　可靠性增长原理222

8.2.1　薄弱环节与故障分类222

8.2.2　故障纠正方式224

8.2.3　增长管理参数225

8.3　增长试验概述226

8.3.1　基本内容226

8.3.2　试验阶段划分226

8.3.3 TAAF与FRACAS226

8.4　试前准备228

8.4.1　试验大纲与计划228

8.4.2　试验条件准备229

8.4.3　试前处理及性能测试230

8.5　试验的实施230

8.5.1　试验实施过程230

8.5.2　试验过程监控232

8.6　试验总结与评估233

8.6.1　试验总结报告233

8.6.2　信息收集与处理234

8.6.3　增长分析与评估236

8.6.4　增长试验用例239

8.7　可靠性增长管理242

8.7.1　定量控制管理242

8.7.2　工程监督管理243

8.7.3　元器件增长管理243

8.8　可靠性增长的工程应用模式243

8.8.1　两次试验比较增长模式244

8.8.2　消除失效模增长模式245

8.8.3　分阶段试验增长模式245

8.8.4　依试验序列增长模式246

参考文献247

第9章　元器件失效分析和失效机理249

9.1　电子元器件失效分析技术249

9.1.1　失效分析的基本概念249

9.1.2　失效分析的重要意义249

9.1.3　失效分析的一般程序250

9.1.4　收集失效现场数据250

9.1.5　以失效分析为目的电测技术251

9.1.6　无损失效分析技术252

9.1.7　样品制备技术254

9.1.8　显微形貌像技术257

9.1.9　以测量电压效应为基础的失效定位技术258

9.1.10　以测量电流效应为基础的失效定位技术260

9.1.11　电子元器件化学成分分析技术263

9.2　电子元器件主要失效机理与分析技术264

9.2.1　常用元件的主要失效机理和分析技术264

9.2.2　分立半导体器件和集成电路共有的失效部位、机理和分析技术265

9.2.3　超大规模集成电路（VLSI）的主要失效机理和分析技术278

9.3.1　电源浪涌，静电放电或电压瞬变引起的失效281

9.3　电子元器件失效分析案例281

9.3.2　制造工艺引起的失效283

9.4　结束语285

参考文献285

第10章　破坏性物理分析（DPA）286

10.1　一般要求286

10.1.1　应进行DPA的元器件286

10.1.2　DPA试验依据287

10.1.3　DPA不合格批的处理288

10.2.1　一般工作程序289

10.2.2　DPA抽样和试验项目289

10.2　工作程序289

10.2.3　DPA数据记录和信息采集290

10.2.4　DPA报告290

10.3　DPA主要项目基本要求291

10.4　DPA技术实际应用效果案例292

参考文献293

第11章　使用状态中元器件失效预测技术294

11.1　概述294

11.2　使用状态中的元器件294

11.2.1　定义294

11.2.2　元器件现场失效机理295

11.3.1　过程及类型296

11.3　使用状态下元器件失效过程模型296

11.3.2　更新函数297

11.3.3　更新过程的特性298

11.3.4　元器件失效率与插座的M（t）函数关系299

11.3.5　残余寿命和工作时间300

11.3.6　叠加更新过程301

11.4　实用模型303

11.4.1　双模混合指数分布303

11.4.2　双模混合指数分布的应用304

11.4.3　元器件位置的M（t）函数精确计算及粗估305

11.4.4　M（t）的图估程序305

11.4.5　双模混合指数分布的检验306

11.4.6　近似精度的修正307

11.4.7　在应力筛选的应用［7］308

11.5　元器件位置可靠性分析实例308

11.5.1　晶体管可靠性分析308

11.5.2　晶体管残存寿命311

11.5.3　集成电路可靠性分析312

11.5.4　分布检验313

11.6　组件失效预测313

11.6.1　M（t）曲线的简化314

11.6.2　参数估计315

11.6.3　PCB可靠性分析316

11.7　蒙特卡罗仿真318

11.7.1　概述318

11.7.2　系统模型318

11.7.3　失效模拟318

11.7.4　仿真案例320

11.7.5　失效模拟程序及技术321

11.8　个体关键元器件的失效预测323

11.8.1　预测的基本程序323

11.8.2　现场工作环境调查323

11.8.3　现场失效样品的失效机理分析324

11.8.6　预测和同类产品的可靠性试验325

11.8.4　分析样品的参数测试325

11.8.5　非破坏性物理分析325

11.9　现场失效分析实例326

11.9.1　某小型电台中用的发射管3DA76的失效预测326

11.9.2　被预测器件的参数测试分析案例327

11.9.3　主要参数的全温测试案例328

11.9.4　外观检查例子329

11.9.5　检漏和水汽的露点检测330

11.9.6　特殊参数的检测330

11.10　现场可靠性数据自动收集系统331

参考文献333

11.11　结论333

第12章　试验数据信息智能化管理系统（LIMS）334

12.1　LIMS系统简介334

12.1.1　基本概念334

12.1.2　LIMS技术的发展334

12.1.3　LIMS硬件和软件要求335

12.2　LIMS的特点和功能335

12.3　数据智能化采集处理系统336

12.4　试验流程管理系统338

12.5　试验信息管理系统345

参考文献350