一种电子整机级装备的加速因子评估方法与流程

本发明涉及电子整机加速因子评估，更具体地，涉及一种电子整机级装备的加速因子评估方法。

背景技术：

1、目前，国内外通常采用自然环境贮存和加速寿命试验两种思路来评估衡量电子产品的实际应有的贮存寿命。自然环境贮存一般是指电子产品保管环境下长期贮存，定期监测电子产品的各项功能及其性能变化，并结合某些判据估计电子系统应有的贮存寿命，但该方法的试验周期一般较长，工程实现难度颇大；加速寿命试验是在不改变受试产品的失效机理前提下，采用提高试验应力水平的方法促使产品在较短时间内失效，间接估计产品在正常工作条件或正常应力水平下的贮存寿命，该方法可很大程度地缩短试验时间，是目前高可靠产品贮存寿命估计方法研究的重要技术方向。

2、在电子产品寿命加速试验中，加速因子是一个重要参数，它表征当高低不同的应力水平施加同一受试产品时，导致产品失效加速程度的差异性，该参数确定后，可进一步获取不同加速应力水平所对应的等效试验时间。

3、对于电子产品，温度应力加速试验是一种试验效率较高、操作简单，且工程使用价值较高的贮存寿命加速试验方法。利用产品寿命与温度的关系，工程上以环境温度作为恒定加速变量建立基于阿伦尼斯(arrhenius)的贮存寿命加速试验模型，通过获取受试产品正常贮存温度时平均寿命和加速试验的恒定加速应力下平均寿命，通过加速方程，可求出加速因子。进而通过加速因子求出表征产品老化的激活能参数。

4、上述现有技术的方法关键条件在于必须要分别在常温和加速应力条件下获得电子整机产品的寿命平均值。而对于高可靠长贮存寿命的电子整机产品来说，需要花费大量时间对电子整机产品进行试验，造成较高的时间成本和试验成本，而且不一定能够通过有限时间的试验确定出电子整机产品寿命平均值，从而给这类电子整机的加速因子的评估带来了困扰。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中需要花费大量时间对电子整机产品进行试验，造成较高的时间成本和试验成本，而且不一定能够通过有限时间的试验评估得到加速因子的问题，本发明提供了一种电子整机级装备的加速因子评估方法，可实现高可靠长贮存寿命电子整机产品的加速因子的评估，减少时间成本和试验成本的浪费。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

3、一种电子整机级装备的加速因子评估方法，包括以下步骤：

4、s1：确定电子整机的薄弱环节元器件；

5、s2：根据所述薄弱环节元器件在常温下的贮存寿命分布类型、分布参数和激活能，利用arrhenius模型计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的贮存寿命分布类型、分布参数；其中，所述常温为电子整机现场贮存温度；所述高温为加速试验所选用的高应力温度；

6、s3：将所述薄弱环节元器件设置为串联且组成一个系统；

7、设置所述电子整机在常温下特征寿命为l0，根据常温下所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型和分布参数，计算所述电子整机在常温下特征寿命为l0时的可靠性置信下限；

8、计算所述电子整机在高温下可靠性置信下限，令高温下可靠性置信下限等于常温下可靠性置信下限时，得到对应的高温下特征寿命为l1；

9、s4：计算所述特征寿命l0与所述特征寿命l1的比值，得到所述电子整机的加速因子大小。

10、在上述技术方案中，通过对电子整机进行元器件级的薄弱环节检测，根据检测结果，缩小了用于整机分析的元器件种类范围，降低了对元器件级加速贮存试验基础数据成果的保障需求，因此可以减少时间成本和试验成本。同时该方法考虑了薄弱环节元器件的竞争失效，可保证加速因子的准确度和可靠性。此外，通过对电子整机进行可靠性置信下限的计算，通过对单个温度点的某一特征寿命进行固定，分析另一个温度点在得到相同可靠性置信下限的条件下的特征寿命，计算这两个特征寿命值的比值即可得到电子整机的加速因子大小，以此实现高可靠长贮存寿命电子整机产品的加速因子的评估，减少时间成本和试验成本的浪费。

11、优选地，在所述步骤s1中，根据所述电子整机的元器件在加速贮存试验后的数据来确定薄弱环节元器件。

12、优选地，在所述步骤s1中，还包括对所述电子整机进行高温加速试验，再对所述电子整机的元器件进行性能分析，确定薄弱环节元器件。

13、优选地，在所述步骤s2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为威布尔分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到其在高温下的分布尺度参数其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：

14、

15、式中，为元器件在常温下的分布尺度参数，为元器件在高温下的分布尺度参数，为元器件在常温下的激活能，k为玻尔兹曼常数，t0为常温的开尔文温度，ti为高温的开尔文温度。

16、优选地，在所述步骤s2中，当所述薄弱环节元器件的贮存寿命分布类型为正态对数分布时，根据所述薄弱环节元器件的加速因子计算得到所述薄弱环节元器件在高温下的分布尺度参数μt1，其中所述薄弱环节元器件的加速因子的计算式为：

17、

18、式中，为元器件在常温下的分布尺度参数，为元器件在高温下的分布尺度参数，为元器件在常温下的激活能，k为玻尔兹曼常数，t0为常温的开尔文温度，ti为高温的开尔文温度。

19、优选地，在所述步骤s3中，利用lindstrom-maddens法计算所述薄弱环节元器件在常温下特征寿命为l0时的可靠性置信下限，其具体步骤如下：

20、s31：计算所述薄弱环节元器件的等效试验成功次数和等效试验次数；根据所述薄弱环节元器件的等效试验成功次数和等效试验次数，计算得到所述系统的等效试验失败次数；

21、s32：计算线性内插范围的第一个数据点和第二个数据点；

22、s33：按所述系统的等效试验失败次数值在所述线性内插范围内进行内插，将得到的内插值作为所述电子整机在常温下特征寿命为l0时的可靠性置信下限rl0。

23、优选地，在所述步骤s31中，所述lindstrom-maddens法所采用的关系式为：

24、

25、式中，为系统中第i个薄弱环节元器件的等效试验成功次数；为系统中第i个薄弱环节元器件的等效试验次数；为第i个薄弱环节元器件在特定的特征寿命下的可靠性点估计；ril为第i个薄弱环节元器件在特定的特征寿命下的可靠性置信下限；γ为置信度；b(,)为b分布函数；根据上述关系式解得所述等效试验成功次数和等效试验次数

26、优选地，在所述步骤s31中，所述系统的等效试验失败次数的计算式为：

27、

28、式中，k为所述系统的薄弱环节元器件总数；n(1)为所述系统的等效试验次数；fi为第i个薄弱环节元器件的等效试验失败次数；ni为第i个薄弱环节元器件的等效试验次数。

29、优选地，在所述步骤s31中，将所述系统中各个所述薄弱环节元器件的等效试验次数从小到大排列，取最小的等效试验次数作为所述系统的等效试验次数。

30、优选地，在所述步骤s32中，所述系统的等效试验失败次数与所述线性内插范围的第一个数据点和第二个数据点的关系式分别为：

31、

32、式中，r1和r2分别是所述线性内插范围的第一个数据点和第二个数据点，γ为置信度，f为所述系统的等效试验失败次数，[f]为不超过f的整数部分；通过联立上述两个关系式解得r1和r2。

33、本发明的有益效果：

34、(1)通过确定电子整机中的薄弱环节元器件，对薄弱环节元器件进行分析，可缩小用于整机分析的元器件种类范围，降低对元器件级加速贮存试验基础数据成果的保障需求，可减少时间成本和试验成本。

35、(2)该方法考虑了薄弱环节元器件的竞争失效，可保证加速因子的准确度和可靠性。

36、(3)基于lindstrom-maddens法，对电子整机进行可靠性置信下限的计算，通过对单个温度点的某一特征寿命进行固定，分析另一个温度点在得到相同可靠性置信下限的条件下的特征寿命，计算这两个特征寿命值的比值即可得到电子整机的加速因子大小，可实现高可靠长贮存寿命电子整机产品的加速因子的评估，减少时间成本和试验成本的浪费。