一种基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，它包括如下步骤：(1)选择合适应力对器件进行寿命试验获得原始数据；(2)基于寿命试验获得的数据建立数学模型；(3)对寿命试验数据进行线性回归分析；(4)采用最小二乘法原理确定模型参数；(5)进行拟合优度检验计算，判断模型的有效性；(6)计算显著性检验统计量，确定给定显著性水平条件下，回归方程是否有意义；(7)利用weibull分布函数以及建立的数学模型，对试验器件的可靠性数量指标进行统计分析，获得器件的寿命指标和寿命分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及元器件的寿命评价方法，尤其涉及。
技术介绍
现代科学技术的发展和工业水平的提高，加快了材料、元器件和工艺质量以及可靠性的改进速度，使产品寿命越来越长。1973年以来，国外半导体器件的平均寿命每15个月翻一番，电子产品产生损耗的时间从上世纪50年代至80年代长期稳定在5-10年之间， 发展到当前固态电子产品的50年。我国近20年来研制的一些装备用关键元器件的寿命也获得了大幅提升，如空间用斯特林制冷机的使用寿命达到了 10年，大功率半导体激光器的使用寿命超过了 1 X IO9次脉冲，因此，如何快速评价这些高可靠长寿命产品的寿命是目前可靠性工程领域亟待解决的重要问题。目前，国内外对元器件的寿命评价常采用基于失效时间数据的评价方法，这种方法主要有两种一种是被广泛采用的应力寿命试验方法，另一种是目前应用较多的加速寿命试验方法。应力寿命试验方法通常采用元器件实际应用条件下的应力水平做为寿命试验的施加应力，因而获得的失效时间数据比较真实。失效时间数据较充足时，利用这种方法评价得到的产品的寿命比较接近真实水平。加速寿命试验是在进行合理工程及统计假设的基础上，利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换，得到试验器件在额定应力水平下寿命估计值的一种方法。该方法通常采用3组或多组高应力水平下的寿命试验统计值，确定选用加速模型如阿列尼乌斯模型、爱林模型、逆幂律模型等模型的参数，进而推算器件在实际应用条件下的寿命估计值。采用该种试验方法，能够在一定程度上降低寿命试验时间。对于目前常用的基于失效时间数据的寿命评价方法均存在一定的缺点。采用正常应力条件进行寿命试验获得寿命指标的方法存在的缺点是数据获取所需的试验时间长、 费用高，对于高可靠长寿命产品难以承受。加速寿命试验获取寿命指标的方法存在的问题是，对于高可靠长寿命产品而言，短期加速寿命试验仍有可能出现失效数很少或无失效的情况，这就需要通过增加试验样本数量或增加试验时间来获取充足的失效数据，对于价格昂贵的试验样品来说，试验成本和试验周期还是难以承受。
技术实现思路
针对现有技术寿命评价方法成本高、试验周期长的缺点，本专利技术的目的是提供，实现了快速、经济地对长寿命器件的寿命评价。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为，它包括如下步骤(1)选择合适应力对器件进行寿命试验获得原始数据；(2) 基于寿命试验获得的数据建立数学模型；C3)对寿命试验数据进行线性回归分析；(4)采用最小二乘法原理确定模型参数；( 进行拟合优度检验计算，判断模型的有效性；(6)计算显著性检验统计量，确定给定显著性水平条件下，回归方程是否有意义；(7)利用weibull 分布函数以及建立的数学模型，对试验器件的可靠性数量指标进行统计分析，获得器件的寿命指标和寿命分布。优选地，在步骤(1)中，寿命试验包括基于时间可转换为线性退化的常规寿命试验及加速寿命试验。优选地，在步骤O)中，通过确定试验器件监测参数与时间的退化关系曲线来建立数学模型。优选地，在步骤(3)中，线性回归分析包括对数学模型及原始试验数据进行线性变化，使监测参数与时间服从线性关系= + ，式中，a、g为试验数据统计量。优选地，在步骤中，最小二乘法原理通过使试验值与回归方程估计值之间误差平方和最小的方法确定模型参数，即 Tiyl-y,) = Tiyl-OX1-M =min，，为回归值，通过下列方程组可以权利要求1.，其特征在于，它包括如下步骤(1)选择合适应力对器件进行寿命试验获得原始数据；(2)基于寿命试验获得的数据建立数学模型；(3)对寿命试验数据进行线性回归分析；(4)采用最小二乘法原理确定模型参数；(5)进行拟合优度检验计算，判断模型的有效性；(6)计算显著性检验统计量，确定给定显著性水平条件下，回归方程是否有意义；(7)利用weibull分布函数以及建立的数学模型，对试验器件的可靠性数量指标进行统计分析，获得器件的寿命指标和寿命分布。2.根据权利要求1所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于， 在步骤(1)中，寿命试验包括基于时间可转换为线性退化的常规寿命试验及加速寿命试验。3.根据权利要求1所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于， 在步骤O)中，通过确定试验器件监测参数与时间的退化关系曲线来建立数学模型。4.根据权利要求3所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于， 在步骤(3)中，线性回归分析包括对数学模型及原始试验数据进行线性变化，使监测参数与时间服从线性关系= + ，式中j、g为试验数据统计量。5.根据权利要求1所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于， 在步骤(4)中，最小二乘法原理通过使试验值与回归方程估计值之间误差平方和最小的方法确定模型参数，即 为回归值，通过下列方程组可以确定 ，其中X^yi为试验观测值，为观测值平均值。6.根据权利要求1所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于， 在步骤(5)中，进行拟合优度检验计算包括通过考核判定系数R2及标准残差RMSE的数值大小，确定数学模型与试验数据之间的一致程度。7.根据权利要求1所述的基于短期寿命试验数据的快速寿命评价方法，其特征在于，在步骤(7)中，器件的寿命分布F(i) = l-exp f O, = 1时，器件寿命分布遵从指数分布；m ^ 3时，器件寿命分布近似遵从正态分布。全文摘要本专利技术公开了，它包括如下步骤(1)选择合适应力对器件进行寿命试验获得原始数据；(2)基于寿命试验获得的数据建立数学模型；(3)对寿命试验数据进行线性回归分析；(4)采用最小二乘法原理确定模型参数；(5)进行拟合优度检验计算，判断模型的有效性；(6)计算显著性检验统计量，确定给定显著性水平条件下，回归方程是否有意义；(7)利用weibull分布函数以及建立的数学模型，对试验器件的可靠性数量指标进行统计分析，获得器件的寿命指标和寿命分布。文档编号G01R31/26GK102426307SQ20111027771公开日2012年4月25日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日专利技术者冯敬东, 杨少华, 路国光, 雷志锋, 黄云 申请人:工业和信息化部电子第五研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：路国光，黄云，杨少华，雷志锋，冯敬东，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：