首先来聊一下产品为什么会失效？产品失效的原因是其受到的应力超过了自身的强度，这可以用应力-强度关系图 (Stress-Strength Diagram)来演示。
产品自身强度由于各种因素的变化，表现为某种统计分布；同样, 产品将要承受的应力AFTqD也由于使用环境的变化, 呈现为统计分布。在应力和强度分布重叠的区域，产品将会失效。
那么要改善产品的可靠性应该怎么做呢? 基本思路是减小应力-强度的重叠区域, 可以从三个方向入手: 1) 减小使用环境的变异 2)减小产品强度的个体差异 3)提高产品的设计余量。
可靠的产品 = 健壮的设计+ 受控的工艺流程 |
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健壮的设计 |
受控的工艺流程 |
提高设计余量 了解使用环境的应力 选择健壮的材料和元件 利用概率工具做分析 |
理解元件个体差异的原因 严格控制生产工艺流程 保护脆弱的AFTqD元器件 |
产品的老化又是怎么回事呢？随着时间的推移，产品的强度会不断降低AFTqD，自身强度分布和应力分布的重叠区域越来越大，失效率也越来越高。
产品的寿命可能有几年、几十年、甚至几百年….，而产品的开发周期又很短，需要在短时间内了解产品设计是否能满足长达数年的寿命要求，这就产生了加速寿命实验, 基本思路就是提高应力的强度, 使产品的在短时间内失效，在实验室环境里达成快速验证产品寿命的目的。
而一个大的系统(或者设备)，通常由数个 (甚至数十, 数百, 数千…)子系统和元器件组成,子系统的强度分布决定了系统整体的强度分布。如果某个子系统的强度很低，就会拉低整个系统的强度，导致失效率上升。现代可靠性工程技术中的HALT (highly accelerated life testing)和HASS (highlyaccelerated stress screening) 就是通过采用接近产品强AFTqD度的应力水平 (这个应力水平通常会大于正常使用极端情况下的应力水平，也大于传统可靠性工程实验使用的应力水平)，在极短的时间内让产品失效，找出薄弱的子系统和元器件，更改设计，提高产品的整体强度，最终目的是为了降低产品在客户端使用的失效率。
转自光通讯原由网器件可靠性工程师的笔记，仅供学习交流，侵删。
