一、 核心定義：什么是加速壽命試驗？
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正常條件：應力水平低，產品失效慢，測試需要幾年甚至十幾年，無法滿足產品研發(fā)周期。 ?
加速條件：施加高應力，產品失效加快，可能在幾周或幾個月內就能觀察到失效。 ?
目標：通過高應力下的短期數據，預測出正常應力下的長期壽命。
二、 為什么需要加速壽命試驗？
1.
縮短研發(fā)周期：現代產品更新迭代快，無法等待數年時間去驗證壽命。ALT可以在設計階段快速暴露缺陷，為改進設計提供依據。 2.
高可靠性要求：許多產品（如汽車零部件、航空航天器件、醫(yī)療設備）要求極高的可靠性和極長的壽命（10年、20年以上），常規(guī)測試無法驗證。 3.
降低測試成本：長時間的測試需要巨大的人力、物力和場地成本。ALT極大地減少了這些開銷。 4.
評估退化機理：幫助工程師理解產品主要的失效模式和失效機理。
三、 加速壽命試驗的基本原理
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公式： AF = exp[(Ea/k) * (1/T_use - 1/T_stress)]?
AF： 加速因子（Acceleration Factor）。例如，AF=50表示試驗中測試1小時，相當于正常使用50小時。?
Ea： 活化能（Activation Energy），是描述失效機理對溫度敏感度的關鍵參數，單位是eV。?
k： 玻爾茲曼常數。?
T_use： 正常使用溫度（開爾文溫度）。?
T_stress： 加速試驗溫度（開爾文溫度）。
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逆冪律模型：適用于電壓、壓力、振動等應力。 AF = (S_stress / S_use)^n?
艾林模型：適用于同時考慮溫度和濕度的應力（常用于PCBA的腐蝕）。
四、 主要試驗類型
五、 實施ALT的關鍵步驟
1.
明確試驗目的：確定要評估的壽命特征（如MTTF、中位壽命、B10壽命等）和置信度。 2.
識別失效模式和機理：通過FMEA（失效模式與影響分析）找出產品最可能發(fā)生的、對時間敏感的失效模式。 3.
選擇加速應力類型：選擇能有效加速上述失效模式的應力（如溫度、電壓、濕度循環(huán)）。 4.
確定應力水平：通常設置3-4個高于正常水平的應力點。最高應力水平不能引入新的失效模式。 5.
準備樣品與搭建平臺：隨機抽取足夠數量的樣品，搭建能精確控制和監(jiān)測應力的試驗設備。 6.
執(zhí)行試驗與收集數據：記錄每個樣品的失效時間（或截止試驗時未失效的時間）。 7.
數據分析與模型擬合：使用統(tǒng)計軟件（如Minitab, Weibull++）將失效數據與加速模型進行擬合，估算出模型參數（如Ea）。 8.
外推預測正常壽命：利用擬合好的模型，計算加速因子（AF），將加速條件下的壽命外推至正常使用條件下的壽命分布。
六、 應用實例
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LED燈珠：在高溫下（如85°C）進行恒溫點亮試驗，通過光衰程度推算出其在25°C室溫下的使用壽命。 ?
手機鋰電池：進行大電流充放電循環(huán)，推算出在正常充放電電流下的循環(huán)壽命。 ?
汽車發(fā)動機部件：在極端轉速和負載下進行臺架試驗，評估其正常駕駛條件下的磨損壽命。 ?
半導體芯片：進行高溫反偏（HTRB）試驗，評估其長期工作的可靠性。
七、 重要注意事項
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不能引入新的失效模式：施加的應力不能高到讓產品以一種在正常使用中永遠不會出現的方式失效，否則外推無效。 ?
模型選擇的準確性：壽命預測的準確性嚴重依賴于所選擇的物理/統(tǒng)計模型是否正確。錯誤的模型會導致荒謬的預測結果。 ?
樣本量：需要有足夠的樣本量來保證統(tǒng)計結果的置信度。
