基于失效物理的电子系统可靠性预计研究与实现

【摘要】：可靠性预计是产品研发过程中的一项重要工作，全面准确的可靠性预计不仅可以评价产品的可靠性水平，也可以为设计人员提供信息，进而指导可靠性设计。目前，国内实施可靠性预计，还仍然使用的是基于数理统计学思想的传统手册/标准式可靠性预计方法。基于失效物理的可靠性预计分析方法，作为全面符合IEEE1413——电子系统和设备可靠性预测和评价标准的方法，由于其技术的先进性与科学性，已经逐步成为替代传统手册式预计方法的新的可靠性预计分析方法。 本论文按失效物理分析流程，主要完成了如下工作： 首先分析了电子元器件常见失效模式，以及引起这些失效模式的典型失效机理，并针对元器件级的可靠性预计，分别推导了电子元器件典型的六种失效机理对应的单一失效机理可靠性预计模型，并在单一失效机理可靠性预计模型的基础上推导得出了多失效机理下器件的可靠性预计模型。 然后针对系统级的可靠性预计，本文分析了常见电子系统结构，以及构建了系统可靠性模型。根据系统可靠性预计需要，本文还着重研究并推导了多失效机理下包含多个器件或子系统的系统可靠性模型，也探究了可靠性预计与失效模式、机理及影响分析相结合的可靠性评估方法。 最后，本文对所研究的基于失效物理的可靠性预计理论进行了软件实现，即电子系统可靠评估软件Reliasis。该软件通过读入电子系统设计工程文件，就可以直观的显示电子系统组成，以及系统结构。在此基础上就可以便捷的进行电子元器件及系统的可靠性预计。本文第四章详细介绍了软件的设计，并以实际电子硬件系统作为实例分析，介绍了软件的可靠性预计操作流程，以及可靠性预计结果分析。