[发明专利]基于深度信念网络的多应力下长寿命电子器件可靠性寿命评估方法

说明书

本发明公开了基于深度信念网络的多应力下长寿命电子器件可靠性寿命评估方法，通过加速寿命试验获得不同环境应力下器件失效数据进行可靠性特征估计，然后建立可靠性推导模型完成常应力水平下可靠性寿命推导。评估方法包括以下步骤：首先，确定影响电子元件工作可靠性的环境应力；其次，设计加速寿命试验；再次，对试验数据进行统计分析，获得不同应力水平下元件可靠性寿命估计值。最后，利用加速寿命试验数据确定可靠性推导模型。本发明解决了样本短缺，试验时间有限的问题，并采用了一种新型常应力可靠性特征推导模型，解决传统单应力估计方法易发生模型嵌套风险的问题，并且实现多应力水平下寿命推导模型的建立。

技术领域

本发明涉及可靠性评估技术，具体涉及一种多应力下长寿命电子器件产品的可靠性评估方法，用于验证电子产品在不同应力水平下是否满足规定的可靠性指标。

背景技术

现代科学技术的进步和微电子技术、计算机技术的不断发展，推动电子设备和系统向复杂化、高速化、高效化、信息化、精密化和自动化的方向发展，已经成功应用在航天、航空、船舶和武器等领域。电子设备在装备、设备中既是基础组成又占据核心的地位。比如，航空系统中的电子设备占成本的50％左右。电子设备能够极大的提高系统的工作效率，但由于其结构复杂、对工作环境要求较高、伴随时间增长故障率会呈现上升趋势，从而将直接影响系统的整体性能。

可靠性是评定产品质量的重要指标之一，而产品的性能指标是是人们在生产生活中最为关心的问题。产品的可靠性指标是指寿命变量的一些数字特征。随着科学技术的发展，高可靠性，长寿命的产品越来越多，在正常条件下实施寿命试验已经不能满足可靠性评定的要求。常应力以及应力水平较低情况下获得高可靠产品的寿命试验数据成本较高，因此通常考虑改用加速寿命试验的方法，强化环境因素的作用，在较短的试验时间内获得长期试验结果的可靠性试验方法。结合数理统计理论，实现快速检测，快速评估的目的。然后利用所得到的失效数据外推样品在常应力工作条件下的可靠性特征。使用加速寿命试验，能快速评估出产品的可靠性，迅速找出失效原因。

加速寿命试验方法为评定长寿命、高可靠性产品的可靠性提供有效工具。以往的寿命评测方法是使用传统加速寿命试验的方法，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，得到试件在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种试验方法。加速寿命试验采用加速应力进行试件的寿命试验，从而缩短了试验时间，提高了试验效率，降低了试验成本，其研究使高可靠长寿命产品的可靠性评定成为可能。在失效机理不变的基础上，通过寻找产品寿命与应力之间的物理化学关系，即加速模型，利用加速应力水平下的寿命特征去外推或评估正常应力水平下寿命特征的试验技术和方法。因此，加速模型是其研究的关键。但是传统加速寿命试验方法存在模型嵌套的风险，即在确定加速模型时，依据过去数据分析经验，为获得的推导数据先验地嵌套模型，在此模型上进行分析，并且多应力模型研究相对较少，模型工程应用不够具备广适用性。

在加速模型的研究中，单应力加速模型相对比较成熟。但影响产品的寿命的环境应力是复杂的，比如会受到温度、震动和湿度等应力的影响，实际上,也正是这些应力的综合效果影响了产品的寿命。因此在加速寿命试验中引入综合应力，不仅可以缩短试验时间、提高试验效率、而且可以更精确地模拟实际环境条件，得到更可信的结果。虽然产品受到的是多种环境应力的综合影响，但要在它们与产品寿命之间建立某种函数关系，却是一件非常困难的事情。因此，在单加速应力寿命试验中，仅使用单应力加速模型难以获得可信度高的试验结果。因为各种应力引起产品失效的机理不一样，同时不同应力之间也存在着相互耦合的作用，要将它们和寿命相结合，还必须了解产品本身的属性，比如材料、几何特性等。因此很难找出一个能够真实描述实际情况且又具有普遍适用性的应力-寿命关系。在实际工程中，可以找到了一个合适的加速模型，但是求解多维极大似然方程组却很困难。