當達成失效狀態後，需分析產品失效原因， 同時查看有無改變物理現象
如此逐步增大應力，直到改變物理現象為止 最後使用統計方法，推估失加速測試縮短之
時間和正常應力之關係
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逐步加嚴測試示意圖
應 力
時間
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改變應力及測試時間
任意改變施加之應力，加速造成失效狀態 此法無法以合理之數學方法，找出產品之平
均壽命
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多層次之應力測試
類似改變應力及測試時間之測試方式，但改 變過程為事先設定值
再以統計學之變異術分析或實驗設計法，找 出一最佳之測試方法
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單一和多層次之失效分析
產品失效現象(Failure Mode)，可以分成單一 失效和多層次失效兩種
單一失效知分析
– 由連續、重複的失效現象中，找出其失效原因。 – 亦可藉由統計之迴歸分析，找出其失效原因。 – 或利用其它已知 之數學模式來分析
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貝氏法則
如果事前我們對某種產品之失效模式已有經驗， 或是已知其分配公式，則利用貝氏法則會比 其他測試模式來的好。但此法有下列限制條 件：
1. 若未知機率分配，則吾人缺少合理的一些假 設，
2. 應用機會不多，除非對該產品已有相當程度 之了解。
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貝氏法則
應用此法時，須經測試以便找到一可用之事 前機率分配。貝氏模式之推理用一特定應力測試，然後用韋氏機率紙求 算其特性壽命
重複上述步驟，但改以不同之應力測試 將前述結果描繪在座標圖上，再以統計迴歸
方法找出應力與壽命之關係
此法為最簡單且普遍之測試方法
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逐步加嚴測試
測試方法為逐步增加測試應力，而測試時間 也按比例增長，以便達成加速失效之目的
解：30年 = 30×365天×24小時 = 262800小 時
1 6k k5 0之 之 V V 壽 壽 1 6命 命 5 0 848測 26試 28 4 時 .00小 10間 時
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Arrhenius Model for Thermal Aging
有些電子元件會因溫度變化而影響其內部之 化學變化，以及影響其變化速度，此種變化關 係在化學上稱之為Arrhenius Equation，如式(1) 所示。
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單一和多層次之失效分析
多層次失效
– 理論上，雖可藉變異數分析找出多層次失效現象 之原因，實務上大都將其視為單一失效原因來處 理。為改進前述做法，可採用“Competing Risk Model” (CRM)來分析
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Arrhenius Model for Thermal Aging
R R0 e( E / RGT ) R0e R /T .......... .......... .......... .......... (1)
其中 B E RG
R為溫度為 T時之化學變化速度 ,
E為化學反應所需之活動 能 量
RG為氣體常數 , T為絕對溫度 ,
R0為常數
e為 The Base of Naperia.n Logrithms
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Arrhenius Model for Thermal Aging
若可以找到一特性值Q，使得化學反應速率和產品壽命 之乘積等於Q，即
RLQ......................................................2()
將式(2)代入式(1)可得
L QeR/T R0
上式兩邊取對數後可得 loge(L) A B/T ,
其中Alog Q R0
實務上可用圖 222對數紙來繪圖
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時間轉換法
此種模式是用在找尋在常態應力測試條件和 加速測試條件二者CDF(累積失效機率函數)之關 係，可用下式表示：
CDF at Acc. Stress = K × CDF at Rated Stress， K稱為加速因子，可由實驗求得。
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2
可靠性加速測試
➢基本假設
a.環境條件加強，但不改變產品物理性質 b. 環境條件改變，所求得之各個失效分配，彼此之間
存在某種相似的統計分配特性。 c. 可以重覆試驗 d. 符合能量不滅之物理定律
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3
加速試驗模式
（一）物理模式 * Inverse Power Law * Arrhenius Law
h( | t) f ()g(t |)
0 f ()g(t |)d0
此處h( | t) 為PosteriorPDF f () PriorPDF g(t |) 為當母數為時，時間 t之機率分配
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施加應力之各種型式
固定應力法 逐步加嚴測試 改變應力及測試時間 多層次之應力測試 單一和多層次之失效分析
CH22 可靠性加速測試方法
➢ 目的 ➢ 基本假設 ➢ 加速試驗模式 ➢ Inverse Power Model ➢ Arrhenius Model for Thermal Aging ➢ 時間轉換法 ➢ 貝氏法則
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可靠性加速測試
➢目的 利用較嚴厲的環境測試條件，使得產品的失
效時間縮短，然後以求得之結果，估計產品在 一般使用環境之壽命。
（二）統計模式 * Time Transformation Models * Baye’s Method
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Inverse Power Model
❖ 適用於一般電子及電子產品、絕緣物體， 或是軸承等，其使用壽命和外界之應力 成 ”N” 次方的反比，如下式所示：
正 加常 嚴應 應力 力 正 加 下 下 常 嚴 之 之 N應 應 壽 壽 L L 力 力 N A 命 命 S SN A N
❖ 產品之特性壽命(Characteristic Life)通常可
由韋式分配求得，公式中之 “N” 值決定於
不同產品和其組成之物質，可由圖22-1之
負斜率 –[1/N]求得。
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5
Inverse Power Model
應力座 標
加速測 試之應 力
正常施加 應力 Log Scale
以指數為單位1小時 時間座標.
特性壽命 1 Slop Exponent
30年
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Inverse Power Model
例題一
某產品在正常情況下，應力為15kV，由上 述方法求得之指數為8，若測試電壓為60kV，經 證實兩種測試電壓產生之失效原因相同，也不 會改變其物理結構。若該產品之希望壽命為30 年，用60kV電壓需測試多久方能保證其壽命。