一、什么是可靠性试验（测试）？

为了测定、验证或提高产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验。

可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。

可靠性测试是对产品在规定的使用寿命和所有环境(如预期的使用、运输或储存)中的功能可靠性进行评估的活动。是将产品暴露在自然或人工的环境条件下经受其作用，以评价产品在实际使用、运输和储存的环境条件下的性能，并分析研究环境因素的影响程度及其作用机理。

根据可靠性统计试验所采用的方法和目的，可靠性统计试验可以分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。

（1）可靠性验证试验是用来验证设备的可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求的试验，一般将可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性验证试验。

（2）可靠性测定试验是为测定可靠性特性或其量值而做的试验，通常用来提供可靠性数据。

 

二、可靠性试验的目的：

（1）在研制阶段使产品达到预定的可靠性指标。

为了使产品能达到预定的可靠性指标，在研制阶段需要对样品进行可靠性试验，以便找出产品在原材料、结构、工艺、环境适应性等方面所存在的问题，而加以改进，经过反复试验与改进，就能不断地提高产品的各项可靠性指标，达到预定的要求。

（2）在产品研制定型时进行可靠性鉴定。

新产品研制定型时，要根据产品标准（或产品技术条件）进行鉴定试验，以便全面考核产品是否达到规定的可靠性指标。

（3）在生产过程中控制产品的质量。

为了稳定地生产产品，有时需要对每个产品都要按产品技术条件规定的项目进行可靠性试验。此外还需要逐批或按一定期限进行可靠性抽样试验。通过对产品的可靠性试验可以了解产品质量的稳定程度。若因原材料质量较差或工艺流程失控等原因造成产品质量下降，在产品的可靠性试验中就能反映出来，从而可及时采取纠正措施使产品质量恢复正常。

（4）对产品进行筛选以提高整批产品的可靠性水平。

合理的筛选可以将各种原因（如原材料有缺陷、工艺措施不当、操作人员疏忽、生产设备发生故障和质量检验不严格等）造成的早期失效的产品剔除掉，从而提高整批产品的可靠性水平。

（5）研究产品的失效机理。

通过产品的可靠性试验（包括模拟试验和现场使用试验）可以了解产品在不同环境及不同应力条件下的失效模式与失效规律。通过对失效产品所进行的分析可找出引起产品失效的内在原因（即失效机理）及产品的薄弱环节，从而可以采取相应的措施来提高产品的可靠性水平。

 

三、可靠性试验分类

（1）按环境条件来划分：

可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验。

（2）按试验项目划分：

可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验。

（3）按试验目的来划分：

可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验。

（4）按试验性质来划分：

可分为破坏性试验和非破坏性试验两大类。

（5）通常惯用的分类法，可以分为以下几类：

1、环境试验

环境试验是考核产品在各种环境（振动、冲击、离心、温度、热冲击、潮热、盐雾、低气压等）条件下的适应能力,是评价产品可靠性的重要试验方法之一。

2、寿命试验

寿命试验是研究产品寿命特征的方法,这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一,它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏）随时间变化规律。

通过寿命试验,可以了解产品的寿命特征、失效规律、失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。如结合失效分析,可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理,作为可靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行（批量保证）试验条件等的依据。如果为了缩短试验时间可在不改变失效机理的条件下用加大应力的方法进行试验,这就是加速寿命试验。

通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价,并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。

3、筛选试验

筛选试验是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。其目的是为选择具有一定特性的产品或剔早期失效的产品,以提高产品的使用可靠性。产品在制造过程中,由于材料的缺陷,或由于工艺失控,使部分产品出现所谓早期缺陷或故障,这些缺陷或故障若能及早剔除,就可以保证在实际使用时产品的可靠性水平。

4、现场使用试验 

上述各种试验都是通过模拟现场条件来进行的。模拟试验由于受设备条件的限制,往往只能对产品施加单一应力,有时也可以施加双应力,这与实际使用环境条件有很大差异,因而未能如实地、全面地暴露产品的质量情况。

现场使用试验则不同,因为它是在使用现场进行,故最能真实地反映产品的可靠性问题,所获得的数据对于产品的可靠性预测、设计和保证有很高价值。对制定可靠性试验计划、验证可靠性试验方法和评价试验精确性,现场使用试验的作用则更大。

5、鉴定试验

鉴定试验是对产品的可靠性水平进行评价时而做的试验。它是根据抽样理论制定出来的抽样方案。

 

四、常规的可靠性试验项目

（1）气候环境试验(Environmental Reliability Tests)：

（一）温湿度类

高温试验、低温试验、温湿度循环（TCT）/恒定湿热试验、冷热冲击试验、快速温度变化试验、低气压试验、光老化试验、腐蚀试验、防护等级试验等。

1）高温测试：

评估产品在高于正常工作温度范围下的性能和稳定性。

2）低温测试：

检验产品在低于正常工作温度条件下的功能和耐寒能力。

3）高低温试验：

模拟极端温度，如-65°C~150°C，验证产品在高温老化或低温脆化下的性能稳定性。

4）温湿度循环（TCT）：

如-40°C→+85°C循环，模拟昼夜温差对材料热胀冷缩的影响，或产品在高低温及湿度交替变化或持续高湿环境中的表现，检测材料吸湿、电子器件老化、绝缘性能下降等问题。

5）恒温恒湿试验：

如85°C/85%RH，或者称为双85试验，加速电子元件吸湿导致的短路或腐蚀。

6）温度变化测试：

规定转换时间的温度变化，主要应用于确定元件、设备和其他产品经受环境温度迅速变化的能力；

7）规定温度变化速率的温度变化：

主要应用于确定元件、设备和其他产品在环境温度变化的工作能力；

8）快速温变测试：

评估产品在短时间内承受大幅度温度变化的性能。

9）冷热冲击试验（TST）（骤冷骤热）：

快速切换极端高温和低温，考验产品对温度急剧变化的适应能力，检测密封性及材料耐温变能力。

10）两液槽法冷热冲击试验：

主要应用于确定元件、设备或其他产品经受温度快速变化的能力，主要适用于玻璃-金属组成的密封件及类似的试验样品。

（二）低气压（高度）试验

1）低气压（高度、海拔）测试：

模拟高原或高空环境，检查产品在低气压条件下的工作状态，或检验包装在低气压环境下的密封性能和保护效果。

（三）腐蚀测试：

评估产品在特定腐蚀性气体或盐雾环境中对腐蚀的抵抗能力。

1）盐雾试验：

A、中性盐雾（NSS）：模拟沿海高盐环境，检测金属部件防锈能力。

B、铜加速盐雾（CASS）：用于精密电子设备的长期防腐蚀验证。

C、酸性盐雾

D、循环盐雾。

2）气体腐蚀测试：

如SO₂/H₂S，评估设备在工业环境中的耐腐蚀性。

（四）IP防护等级试验

1）防尘试验（IP1Y~IP6Y）：

根据IP防护等级标准，测试产品防止灰尘固体异物进入的防护能力。

2）防水试验（IPX1~IPX8）：

根据IP防护等级标准，检验产品对水或液体入侵的防护效果，验证设备在淋雨、浸水下的密封性（如户外灯具）。

（五）寿命试验

1）加速寿命测试：

通过高温/高压缩短测试周期，预测产品实际寿命（如电池循环充放电）。

2）循环寿命测试：

模拟重复操作（如按键寿命、插拔次数），评估耐久性。

（2）机械环境试验：(Mechanical Reliability Tests)

（一）振动类

振动试验(随机振动、扫频振动)、机械冲击试验、碰撞试验、跌落试验。

振动测试模拟产品在运输、运行或安装过程中可能遭遇的各种振动条件，检测结构强度、紧固件松动、电子元件失效，评估结构强度与连接可靠性等问题。

振动试验的目的是模拟一连串振动现象，测试产品在寿命周期中，是否能承受运输或使用过程的振动环境的考验，也能确定产品设计和功能的要求标准。振动试验的精义在于确认产品的可靠性及提前将不良品在出厂前筛检出来，并评估其不良品的失效分析使其成为高水平，高可靠性的产品。

振动是机械系统中运动量（位移，速度和加速度）的振荡现象。振动分正弦振动和随机振动两种。

1）正弦振动试验：

正弦振动试验的目的是在试验室内模拟电工电子产品在运输、储存、使用过程中所遭受的振动及其影响，并考核其适应性。正统振动能用一项正弦函数表达式表达其运动规律的周期运动。例如凡是旋转、脉动、振荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动均是正弦振动。

2）随机振动：

对未来任何一个给定的时刻，其瞬时值不能预先确定的振动。在一般的运输环境中，对于运送中交通工具所产生的振动环境是属于随机振动，既使在同一时间内，每个不同的频率下均有不同的振动量，在执行随机波振动测试时，由于同时间不同频率皆有振动量值。

（二）机械冲击：

系统受到瞬态激励，其力、位置、速度或加速度发生突然变化的现象。冲击是骤然的、剧烈的能量释放、能量转换和能量传递，冲击的持续时间短暂；冲击的过程一次性完成而不呈现周期性。冲击具有的这些特点，决定了产品在流通过程和使用过程中无处不存在着冲击环境源。通常冲击环境来自弹性体之间的机械撞击。或是指在冲击过程中遇到的非经常性、非重复性的冲击力。这种冲击力产生的加速度较大，冲击脉冲持续时间较短。如汽车运行中的制动、跌落、武器发射时的反冲、炮弹在地面上的爆炸等这些都是冲击现象，也称冲击环境。

冲击效应：机械冲击可能对整个装备的结构和功能完整性产生有害影响。通常，有害影响的程度随冲击环境的幅值和持续时间的增大而加大。当冲击的持续时间装备的固有频率一致或输入冲击环境波形的主要频率部分与装备固有频率一致时，对装备结构和功能完整性的有害影响都将放大。

测试及其目的：冲击试验主要用来确定电工电子元器件、设备及其它产品在使用和运输过程中承受非多次重复的机械冲击的能力，以评价其对冲击环境的适应性和结构完好性，其次是用于微电子器件内强度试验。冲击试验还可以作为产品满意设计和质量控制手段。

冲击测试：通过施加瞬间或短时间的剧烈冲击力，评估产品承受突然机械冲击的能力。

机械冲击常见类型：

 1）半正弦

 2）梯形波（方波）

 3）三角波（前锋锯齿波及后锋锯齿波）

常见的测试方法：18g/6ms，每个方向100次，对产品6个方向进行冲击。

机械冲击（如500g加速度），模拟跌落、碰撞对产品的瞬时破坏力。

（三）碰撞试验：

碰撞试验：模拟产品在碰撞事件中的表现，例如车辆碰撞测试、跌落物体撞击等，关注结构完整性、能量吸收和乘客/设备保护。

碰撞试验（250kg负载），验证设备抗冲击设计（如汽车零部件）。

碰撞试验主要使用于那些在运输过程中和使用过程中可能经受到重复碰撞影响的元器件、设备和其它产品，其目的是确定元器件、设备及其它产品在使用和运输过程中受多次重复性机械碰撞的适应性及评定其结构完好性。同时，碰撞试验也可以作为产品满意实际和质量控制的手段。

（四）跌落测试：

从指定高度自由跌落产品，以检验其在意外掉落时的耐摔性能和功能完好性。

对产品进行的一项测试，规定从某一高度跌落到试验表面的一个过程。测试及其应用确认产品在搬运期间由于粗率装卸遭到跌落的适应性，或确认安全要求用的最低牢固等级。常见的测试方法有：1m高度，分别对产品6个方向跌落，1次/方向，跌落位置水泥板。

（3）综合环境试验：

温度+湿度+振动/冲击/碰撞、HALT/HASS/HASA、温湿度堆码试验、高压蒸煮试验。

温度+湿度+振动/冲击/碰撞：同时施加多种环境应力，模拟复杂、恶劣的使用条件，全面评估产品的综合环境适应性。

（一）HALT (Highly Accelerated Life Test)：

高度加速寿命测试，通过施加极端条件来加速产品潜在故障的显现，优化设计并确定产品的极限工作条件。

（二）HASS ( Highly Accelerated Stress Screen)：

高度加速应力筛选，用于生产阶段快速暴露批量产品的早期故障，提高出货产品质量。

HASS（高度加速应力筛选）通过对样品施加高温、高湿和高压的方式，模拟产品在恶劣环境下的性能表现，以揭示产品潜在的缺陷和薄弱环节，提高产品的可靠性和耐久性。

（三）HASA ( Highly Accelerated Stress Audit)：高度加速应力审计，定期对已上市产品进行应力测试，监控产品在市场环境下的可靠性变化。

（四）温湿度堆码试验：模拟产品在仓储或运输中长期堆叠且处于温湿度变化环境下的性能。

（五）高压蒸煮试验：适用于密封或防水产品，通过在高压蒸汽环境下测试，检验产品密封性能和内部组件的耐高温、高湿能力。将待试样品置于严苛的温度、饱和湿度(100%RH)（饱和水蒸气）及高压环境下，以此来测试待试样品耐高温高湿能力的试验。

（4）包材及包装运输试验：

环境温湿度试验、堆码试验、包装抗压试验、振动试验、冲击试验、跌落试验、碰撞试验、水平夹持试验、低气压试验。

环境温湿度测试：评估包装材料在不同温湿度条件下的保护性能和稳定性。

堆码测试：模拟包装在仓储过程中承受重物堆压的情况，检验包装的抗压强度和稳定性。

包装抗压测试：直接对包装整体施加压力，测试其承受静态或动态载荷的能力。

包装振动测试：模拟运输过程中的振动对包装及内含物的影响。

冲击测试：对包装进行冲击力加载，如斜面冲击、自由落体冲击等，评估其缓冲保护效果。

跌落测试：对包装进行跌落试验，检验其在不同高度、角度下保护内含物的能力。

碰撞测试：模拟包装在运输中受到撞击的情况，评估其防损性能。

水平夹持测试：模拟包装在装卸过程中受到挤压的情况。

（5）物理性能试验：

百格试验、耐磨试验、划痕试验、插拔试验、弯折试验、色牢度试验、防火/燃烧试验;摇摆试验、按键寿命试验、硬度试验、落锤冲击/摆锤冲击试验、拉伸强度/抗压强度/屈服强度试验、熔融指数试验。

（6）力学系统性能进行试验：

拉伸性能，弯曲性能，压缩生产性能，摆锤冲击。

（7）热性能试验：

热变形温度、维卡软化点、熔化指数。

（8）材料（化学与环境）试验：

氙气灯老化试验、荧光灯老化试验、材料邵氏硬度、铅笔硬度、耐化学性、色差、光泽度、附着力、附着力。

光老化测试：通过模拟阳光辐射，尤其是紫外线（UV），检验产品材料的耐候性、颜色稳定性和物理性能变化。

UV老化测试（模拟紫外线照射），验证塑料件黄变或脆化。

黑板温度计：由平面不锈钢组成，平板对光源的一面涂上一层黑色平光涂层，通过一个位于板中心并与黑板对光面牢固连接的，已涂黑的杆状双金属盘式或测温电阻传感器测试来测量平板温度。其表示试样表面可能达到的最高温度。

黑标准温度计：由平面不锈钢组成，平板对光源一面涂有一种耐老化的黑色平光涂层，通过安装在背光源一面并与平板中心有良好热接触热接触的铂电阻来测量平板温度。

氙灯：填充氙气的光电管或闪光电灯。其光谱能量分布与阳光中紫外，可见光部分相似。

荧光紫外灯（UV灯）：发射 400nm 以下紫外光的能量至少占总输出光能 80%的荧光灯。

（9）EMC电磁兼容环境试验：

射频性能试验、SAR试验、OTA试验、HAC试验、TCOIL试验、数字电视机性能试验、音视频产品性能试验、卫星导航产品(GPS)性能试验、平板显示性能试验、中国医疗器械注册检测、中国电信进网许可检测。

抗干扰测试：确保设备在电磁环境中正常工作（如汽车ECU抗静电放电4kV）。

辐射测试：防止设备自身电磁干扰其他设备（如无线医疗仪器）。

（10）电学电气安全性能试验：

温升试验、耐压试验、绝缘电阻试验、介电强度试验、接触电阻试验、表面电阻率试验、接地电阻试验。

绝缘电阻测试：确保电路与外壳间绝缘性（如医疗器械）。

耐压测试：检测设备在高压下的安全性（如家电的2000V耐压）。

 

五、相关标准

（1）气候环境检测：

1、低温试验

GB/T 2423.1-2008; 

IEC 60068-2-1: 2007

EN 60068-2-1: 2007

2、高温试验

GB/T 2423.2-2008;

IEC 60068-2-2: 2007

EN 60068-2-2: 2007

3、恒定湿热试验

GB/T 2423.3-2016;

IEC 60068-2-78: 2012

EN 60068-2-78: 2013

4、交变湿热试验

GB/T 2423.4-2008; 

IEC 60068-2-30: 2005

EN 60068-2-30: 2005

GB/T 2423.34-2012; 

IEC 60068-2-38: 2009

EN 60068-2-38: 2009

5、盐雾试验

GB/T 2423.17-2008; 

GB/T 2423.18  

GB/T 10125 

IEC 60068-2-11:1981

EN 60068-2-11:1999

IEC 60068-2-52；

ASTMB117  

ISO9227

6、光老化

UV测试：

ASTM G154-2016 非金属材料 UV 荧光灯暴露照射

ISO 4892.3-2016 塑料实验室光源暴晒方法  第 3 部分，荧光紫外灯

GB/T 16422.3-2014 塑料实验室光源暴露试验方法 第 3 部分:荧光紫外灯

常用氙灯测试：

ASTM G155-2021 非金属材料曝光用氙弧灯设备使用标准惯例

ISO 4892-2-2013 塑料实验室光源暴晒方法 第 2 部分，氙灯光源

GB/T 16422.2-2014 塑料实验室光源暴露试验方法 第 2 部分:氙弧灯

7、IP等级（防水防尘试验）

GB/T 4208-2017

GB 7000.1  

IEC 60529-1989+

IEC 60598-1

（2）机械类检测：

8、振动试验

GB/T 2423.10-2008;

IEC 60068-2-6: 2007

EN 60068-2-6: 2008; 

GB/T 2423.56-2006

IEC 60068-2-64: 2008;

EN 60068-2-64: 2008

正弦振动试验：

GB/T 2423.10-2019 电工电子产品环境试验 第 2 部分: 试验方法 试验 Fc: 振动(正弦)

IEC 60068-2-6-2007 基本环境试验规程.第 2 部分:试验.第 6 节:试验 Fc:振动(正弦波)

随机振动试验：

GB/T 2423.56-2018 电工电子产品环境试验 第 2 部分：试验方法 试验 Fh：宽带随机振动（数字控制）和导则

IEC 60068-2-64-2019 基本环境试验规程.第 2-64 部分:试验.试验 Fh:振动、宽带随机抽样

9、机械冲击试验（碰撞试验）

GB/T 2423.5-1995;

GB/T 2423.5-2019；

IEC 60068-2-27: 2008

EN 60068-2-27: 2009

10、跌落试验

GB/T 2423.8-1995; 

GB/T 2423.7-2018

IEC 60068-2-31: 2008

11、IK测试（外壳对外界机械碰撞的防护等级）

GB/T 20138-2006; 

IEC 62262: 2002

EN 62262: 2002

12、HALT测试项目

低温步进应力试验、高温步进应力试验、快速热循环试验、振动步进应力试验、综合应力试验 

GB/T 29309-2012 电工电子产品加速应力试验规程 高加速寿命试验导则

IEC 62506 Methods for product accelerated testing

IEST-RP-PR003  1st Edition, September 2012

IPC-9592B   Requirements for Power Conversion Devices for the Computer and Telecommunications Industries(HALT部分)

（4）燃烧类检测：

13、灼热丝试验

GB/T 5169.10-2006; 

GB/T 5169.11-2006; 

GB/T 5169.12-2013; 

GB/T 5169.13-2006

IEC 60695-2-10:2013; 

IEC 60695-2-11:2014

IEC 60695-2-12:2010+A1: 2014; 

IEC 60695-2-13:2010+A1: 2014

EN 60695-2-10:2013; 

EN 60695-2-11:2014

EN 60695-2-12:2010+A1: 2014; 

EN 60695-2-13:2010+A1: 2013

14、针焰试验

GB/T 5169.5-2008; 

GB/T 5169.16-2008; 

GB/T 5169.17-2008

IEC 60695-11-5:2016;

IEC 60695-11-10: 2013; 

IEC 60695-11-20: 2015

EN 60695-11-5: 2017; 

EN 60695-11-10:2013; 

EN 60695-11-20:2015

15、漏电起痕试验

GB/T 4207-2012; 

IEC 60112:2003+A1: 2009; 

EN 60112:2003+A1: 2009

16、水平燃烧试验

UL94; GB/T 2408-2008

17、垂直燃烧试验

UL94; GB/T 2408-2008

（5）其他检测：

18、耐压测试

GB/T 1408.1-2016; 

ASTM D149-2009(2013); 

IEC 61180-1-2010; 

GB/T 17627.1-1998

19、滚筒跌落试验

GB/T 2423.8-1995; 

IEC 60068-2-32-2007

20、线材弯曲试验

IEC 60335-1-2010

Amd 2-2016

Cor 1-2016

GB/T 2099.1-2008

21、球压试验

GB/T 5169.21-2006; 

IEC 60695-10-2: 2014; 

EN 60695-10-2:2014

22、温升试验、耐化学试剂试验、插拔试验

各企业标准