[发明专利]一种基于给定阀值的数控成品电路板性能退化测评方法

说明书

技术领域

本发明属于印制电路板技术领域，更具体地，涉及一种基于给定阀值的数控成品电路板性能退化测评方法。

背景技术

印制电路板是电子产品中的主要部件，广泛应用于航空、数控、计算机、自动化仪器等各个领域，其质量性能和稳定性对产品来说至关重要。为了评估和考核其寿命与可靠性指标，必须采用加速试验的方法。加速寿命试验也即在超过使用环境条件的应力条件下促使样品在短期内失效，以预测在正常使用环境下的可靠性，但不改变测试样品的失效机理。然而，对于具备长寿命、高可靠性的印制电路板来说，在一定试验时间内，即使通过加速试验也只能观测到相当少或根本观察不到故障发生。因此，存在着对其寿命和可靠性难以进行有效测评的问题。

研究发现，大部分产品的失效机理最终可以追溯到产品潜在的性能退化过程，因此从某种意义上可以认为性能退化最终导致了产品失效或故障的出现。所谓性能退化，是指能够引起产品性能发生变化的一种物理或化学过程，这一变化随着时间逐渐发展，最终导致产品失效。产品的失效通常是产品内在失效机理与产品外部环境和工作条件综合作用而产生的。当产品的功能表征量(一个或多个性能参数)随时间的延长而逐渐缓慢的下降，直至达到无法正常工作的状态，则称这种失效现象为退化型失效，如元器件电性能的衰退、磨损和绝缘老化等引起的失效等均属于这种失效。失效阀值是用来判断产品失效与否的临界值。通常，失效阀值可能是一个固定值，也可能是一个随机变量，它是由实际工程问题所决定的，工程中的大部分失效阀值都是固定值。

相对于失效时间数据来说,产品的性能退化数据包含了更多的可靠性信息,通过产品的性能退化信息可以进行有效的可靠性分析与预测，而且可以更加节省试验时间和费用。因此如果将加速寿命试验引入到性能退化信息的分析处理中,将进一步节省试验时间和费用。尤其对数控成品电路板这类具有长寿命、高可靠性的产品来说，应用加速性能退化数据进行可靠性分析将是解决高可靠性、长寿命产品可靠性测评问题的方法之一。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和/或技术需求，本发明的目的在于提出一种基于给定阀值的数控成品电路板性能退化测评方法，其中通过采用加速性能退化试验的方式来评估数控成品电路板的可靠性指标，相应能够克服现有测评技术中缺乏失效数据的困扰，有效节约可靠性测评时间和成本，并有利于系统的维修计划和优化，因而尤其适用各类数控成品电路板的可靠性测评过程。

按照本发明，提供了一种基于给定阀值的数控成品电路板性能退化测评方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

（a）从待执行可靠性测评的数控成品电路板中取出一定数量的测评样板执行加速性能退化试验，选取表面绝缘电阻作为加速性能退化特性参数，并对各个测评样板按照设定的时间测量并记录其所对应的表面绝缘电阻值；

（b）利用所测得的表面绝缘电阻值数据与其对应的运行时间执行拟合，由此建立反映测评样板退化轨迹的产品加速性能退化模型，同时计算出退化模型的参数值；

（c）基于数控成品电路板所对应的失效阀值，并结合通过步骤（b）所获得的上述加速性能退化模型，计算得出各个测评样板的伪失效寿命；

（d）选取两参数的威布尔分布作为测评样板的寿命分布模型，并利用通过步骤（c）所计算出的伪失效寿命执行拟合检验，同时计算出威布尔寿命分布模型的参数，由此确定其威布尔分布概率密度函数；

（e）根据通过步骤（d）所确定的威布尔分布概率密度函数，计算出测试样板的平均寿命，由此完成对数控成品电路板的性能退化测评过程。

作为进一步优选地，在步骤（a）中，采用加大温度应力、相对湿度应力和直流偏压应力的方式执行加速性能退化试验。

作为进一步优选地，在步骤（a）中，所述加速性能退化试验被设定为定时截尾加速性能退化试验。

作为进一步优选地，在步骤（b）中，采用最小二乘法结合线性回归法的方式来执行拟合，由此建立反映测评样板退化轨迹的产品加速性能退化模型。

作为进一步优选地，在步骤（c）中，依据国际标准IPC-TM-650或者Bellcores试验规范来确定所测评数控成品电路板所对应的失效阀值。

作为进一步优选地，所述数控成品电路板为FR-4型环氧预浸料覆铜板。

作为进一步优选地，所述加速性能退化试验以及加速性能退化特征参数的确立是基于导电阳极丝CAF失效机理。

总体而言，按照本发明的基于给定阀值的数控成品电路板性能退化测评方法与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：