可靠性与环境试验的五大问题（二）

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---- 承接上篇“可靠性与环境试验的五大问题（一）”

问题三：单机试验的温度范围过高了？

热试验的目的也有两大方面：一为普遍都知道的环境适应性，二为考核工艺质量（workmanship）。从图1.1.1中可以看出，温度循环或热循环试验在环境应力筛选（ESS）的效能中排第一位。ESS的目的就是考核工艺质量、剔除早期失效。因此，热试验的温度范围应该至少为ESS量级范围。

依据NASA-CR-173472“NASA Flight Electronics Environmental Stress ScreeningSurvey”[1]，NASA各所ESS的温度范围：GSFC取预示温度±10℃和1~6个循环，MSFC取-47~+50℃和1~8个循环，JSC取0~+40℃和1.5~5个循环，LeHC取-25℃~+79℃和3~10个循环，JPL取0~+55℃和1个循环。根据环境科学研究所（IES）工业/政府电子学硬件环境应力筛选委员会（ESSEH）2年多的调研统计，结合NASA各所经验，JPL推荐的飞行产品ESS温度范围为-50~+50℃（5℃/min）（ΔT=100℃）和5~10个循环，随机振动量级为6grms和10min（持续时间比NASA各所的经验时间长，但可以根据量级而调整），循环次数和振动时间匹配关系如图1.3.1所示；JPL建议飞行产品环境试验的最低量级应该是此处推荐的，不应低于此量级。

ESA ECSS-E-10-03A Testing指出电子学有效载荷的鉴定级温度范围为-35℃~+70℃和8个循环。欧洲金星探测有效载荷ASPERA-4也是按照此规范要求进行的热循环试验。

维持高温的工程原因：

案例：产品中的潜在通路会在高温段会出现漏电流增大的情况，如由于3.3V的差分电压导致漏电流增大，使得PROM往FPGA中加载程序时，上升沿时间缩短，导致FPGA无法启动。试验中的现象为：高温稳定段多片无法加载，中温时1片无法加载。设计改进措施为：在3.3V和地之间增加一个820Ω的电阻，此后漏电电压为0.24V，FPGA启动正常。

因此，维持热循环中的高温对考核设计、考核工艺质量是有必要的，但是否需要那么多循环次数、那么高的温度，应该考虑优化。

问题四：老练时间那么长会不会拐过浴盆曲线另一端？

对于10^-6h^-1量级的失效率（一般元器件的失效率量级），在98%的概率下，能够连续加电运行17520小时（2年）；在95%的概率下，能够连续加电运行约6年；在90%的概率下，能够连续加电运行12年。10%的使用风险一般是可接受的，因此，从理论上来看，我们产品中的试验时间不会导致“拐过去”。

JPLD-29204 'MTO Product Assurance Requirements Document (PARD) for Mars UHFAntenna Array'指出：在发射前，飞行产品要至少运行1000小时。SOG-SMA-RQ-00100-B 'Safety & Product Assurance RequirementDocument'指出：在发射前，飞行产品装星后在整星条件下至少要运行1000小时。并且交付前也要进行200~300小时的加电工作。

问题五：本来就有过故障，还让它增加试验时间？

这与对待囚犯的道理一样，对于犯过刑事案件的服刑人员，改造后可能找不着工作，或者找到工作，但要经历比别人时间更长的考核期。飞行产品也一样，出过故障后，可能就重新投板，或者再补做几个循环的试验。