Reliability Test Designer · v0.5

可靠性试验方案设计器 / 加速试验

五种加速模型覆盖温度、温循、温湿度、电压/电流、焊点疲劳场景。支持允许失效数 r≥0(卡方分布精确计算),通过权衡矩阵看清取舍。

全部公式经 scipy.stats.chi2 精确校验

① 应力与环境

ARRHENIUS
常见参考:氧化层失效 ~0.3–0.5 · 金属化/电迁移 ~0.6–0.9 · 焊点/界面 ~0.7–1.1。不确定时取 0.7 偏保守。
提高试验温度可缩短时间,但不得超过材料/器件上限(如塑封件常 ≤150°C)。

② 寿命与可靠性目标

TARGET
在目标寿命末期,仍正常工作的产品比例。
β=1 随机失效 · β>1 磨损型失效(多数加速试验场景)· 不确定取 2。
r=0 即零失效方案(样品最少)。r>0 允许一定失效仍通过验证,但需要更多样品。基于卡方分布精确计算。

③ 计算结果

LIVE READOUT
加速因子 AF
等效试验时长(基准)
所需样本量(零失效)
现场寿命换算
方案结论 · 人话版

④ 权衡矩阵 — 同一目标的多种可行方案

TRADE-OFF
×1.8
+15°C
方案样品数试验时长试验温度允许失效置信度
同一可靠性目标可由不同 (样品数 × 时长 × 温度) 组合达成。方案B:延长时间 → 减少样品。方案C:升温 → 缩短时间,但接近材料上限有风险(琥珀色标记)。两个滑块独立调节。

① 温度循环应力

COFFIN-MANSON
产品实际使用中经历的温度变化幅度。
常见参考:焊锡 ~1.9–2.5 · 无铅焊(SAC305)~2.0–2.8 · 铜引线 ~3.0 · 不确定取 2.5。
产品每天经历多少次完整温度循环(如开关机等)。

② 寿命与可靠性目标

TARGET
在目标寿命末期,仍正常工作的产品比例。
β=1 随机失效 · β>1 磨损型失效(多数场景)· 不确定取 2。
r=0 零失效(样品最少)· r>0 需更多样品但允许一定失效。基于卡方分布精确计算。

③ 计算结果

LIVE READOUT
加速因子 AF
现场总循环数
等效试验循环数
所需样本量(零失效)
方案结论 · 人话版

④ 权衡矩阵 — 同一目标的多种可行方案

TRADE-OFF
×1.8
+20°C
方案样品数试验循环试验 ΔT允许失效置信度
方案B:增加循环次数 → 减少样品。方案C:加大温差 → 减少循环次数,但需确认器件能承受。

① 温湿度应力

PECK
湿度相关失效常用 0.7–1.0 eV。
典型值 2.5–3.0。JEDEC 常用 3.0。

② 寿命与可靠性目标

TARGET
在目标寿命末期,仍正常工作的产品比例。
β=1 随机失效 · β>1 磨损型失效(多数场景)· 不确定取 2。
r=0 零失效 · r>0 需更多样品但允许一定失效。基于卡方分布精确计算。

③ 计算结果

LIVE READOUT
加速因子 AF
等效试验时长
所需样本量(零失效)
现场寿命换算
方案结论 · 人话版

① 应力参数

INVERSE POWER LAW
产品在正常使用条件下承受的应力水平。
通常不超过额定值的 2–3 倍,避免触发非目标失效机理(如热击穿代替电场击穿)。
铝电解电容 ~3–5 · 薄膜电容/MLCC ~5–7 · LED 光衰 ~1.5–2 · 绝缘击穿 ~7–12。不确定时参考器件数据手册。

② 寿命与可靠性目标

TARGET
在目标寿命末期,仍正常工作的产品比例。
β=1 随机失效 · β>1 磨损型失效(多数场景)· 不确定取 2。
r=0 零失效(样品最少)· r>0 允许一定失效但需更多样品。基于卡方分布精确计算。

③ 计算结果

LIVE READOUT
加速因子 AF
等效试验时长
所需样本量(零失效)
现场寿命换算
方案结论 · 人话版

④ 权衡矩阵 — 同一目标的多种可行方案

TRADE-OFF
×1.8
×1.5
方案样品数试验时长试验应力允许失效置信度
方案B:延长时间 → 减少样品。方案C:提高应力 → 缩短时间(注意不超额定上限,避免触发非目标失效机理)。

① 温度循环应力(增强)

NORRIS-LANDZBERG
产品实际使用中经历的温度变化幅度。
现场温度循环中的最高温度。影响焊料微观结构演化(晶粒粗化)。
试验温度循环中的最高温度。
产品每天经历多少次完整温度循环(如开关机等)。
典型温循箱:6–24 次/天。频率越快,每循环损伤越小(驻留时间短,蠕变不充分)。
SnPb 焊料 ~1.9 · SAC305 无铅焊 ~2.65。同 Coffin-Manson 的 m。
SnPb ~0.33 · SAC305 ~0.136。b 越大,快速循环的"折扣"越大。b=0 时退化为 Coffin-Manson。
SnPb / SAC 焊料常用 0.122 eV。Ea=0 时忽略峰值温度效应。

② 寿命与可靠性目标

TARGET
在目标寿命末期,仍正常工作的产品比例。
β=1 随机失效 · β>1 磨损型失效(多数场景)· 不确定取 2。
r=0 零失效 · r>0 需更多样品但允许一定失效。基于卡方分布精确计算。

③ 计算结果

LIVE READOUT
加速因子 AF(循环)
现场总循环数
等效试验循环数
所需样本量(零失效)
方案结论 · 人话版

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