[发明专利]基于材料配比和关键工艺参数改进的产品寿命增长方法

说明书

一种基于材料配比和关键工艺参数改进的产品寿命增长方法，包括以下步骤：一，确定关键工艺参数和关键性能参数；二，获得材料配比和关键工艺参数受控的产品的寿命数据；三，建立基于材料配比和关键工艺参数的产品寿命预测模型；四：优化材料配比和关键工艺参数，实现产品寿命增长。本发明首次从优化材料配比和关键工艺参数的角度上来定量地调整产品可靠性和寿命，首次建立材料配比和关键工艺参数与产品寿命间的非线性映射关系模型，使得根据模型得到的寿命增长更准确，更利于指导工业生产。并且本发明给出了完整的从参数选择、到试验设计获得数据、再到建摸、最后实现寿命增长的流程，步骤详尽，易于实施。

技术领域

本发明属于工艺改进领域和可靠性增长领域，具体涉及一种从已有工艺出发，通过试验设计和建模分析得到产品寿命增长方案的系统性的定量的流程方法。

背景技术

产品的可靠性和寿命增长一直是可靠性研究领域的重要问题。对于许多航天类、光电类的核心元器件而言，其寿命要求高、技术难度高、生产成本大、生产批量小，因此其在可靠性和寿命增长的实现上具有很大难度。

传统的寿命增长是通过增长试验暴露缺陷或故障，并通过故障归零改进薄弱环节来实现，这种增长方式往往需要经历较长的增长时间，对于长寿命核心元器件而言，矛盾尤为突出。加之，此类产品的设计、生产及寿命特性的改进，大多依赖于工程人员的经验或借鉴国外的生产工艺和材料配比方案，缺乏一种更为有效的增长技术途径加以指导，使得寿命的设计要求难以实现。

目前，国内外研究者在基于材料配比和工艺的改进来实现产品的可靠性增长方面取得了一些研究成果。Pelikanova等(参考文献：Pelikanova B.I.,Konupka T.,TheInfluence ofTechnological Process on Properties and Reliability ofThick FilmLayers.27th International SpringSeminar on Electronics Technology,2004:322-324)讨论了清理焊缝的方式对厚膜电阻器可靠性的影响。Gorlov等(参考文献：GorlovM.I.,AndreevA.V.,Anufriev L.P.,etc.,TechnologicalMethods for Improving ICReliability in Mass Production.Russian Microelectronics,2004,33(2):24-34)研究了工艺和其他相关技术对集成电路装置可靠性增长的影响。但目前的分析多为针对特定产品的定性分析，缺乏一种系统性的基于材料配比和工艺参数改进来实现产品寿命增长的定量分析方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于材料配比和关键工艺参数改进的产品寿命增长方法。它通过试验设计和建模分析建立材料配比和关键工艺参数与产品寿命间的非线性映射关系模型，再利用该模型进行工艺条件受限的材料配比和关键工艺参数优化，实现长寿命产品的可靠性和寿命增长。

本发明的基于材料配比和关键工艺参数改进的产品寿命增长方法，主要包括以下步骤：

步骤一，确定关键工艺参数和关键性能参数；

(1)进行试生产的正交试验

将各个工艺参数作为正交表因素，采用均匀设计原则，设计每个因素的因子水平数和因子水平值，选取正交试验表，进行正交试验获得试生产的产品；

(2)进行试生产产品的短时退化试验

对各个试生产产品进行各种环境应力条件下的短时性能退化试验，观察并记录每个产品的各个性能参数的退化数据；

(3)进行失效机理分析和选择关键性能指标

对各个性能参数的退化情况进行评估，再结合产品运行的物理或化学机理，分析性能参数的退化原因，确定能表征产品可靠性状况的关键性能指标。