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可靠性預(yù)計對于評價產(chǎn)品的可靠性水平及預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、和糾正產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用過程中可能出現(xiàn)的缺陷具有重要作用，在產(chǎn)品設(shè)計、零部件選擇和使用、產(chǎn)品維修等環(huán)節(jié)占有重要地位。

元器件的可靠性預(yù)計是對元器件在規(guī)定的工作環(huán)境及功能條件下的可靠性水平評估。

可靠性預(yù)計始于上世紀(jì)50年代，由于早期的科學(xué)技術(shù)發(fā)展程度不高，以美國國防部1957年推出的MIL-HDBK-217《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》的傳統(tǒng)可靠性預(yù)計方法為代表，在工程領(lǐng)域迅速廣泛并廣泛使用。

MIL-HDBK-217手冊也從A版歷經(jīng)7次更新，目前為MIL-HDBK-217 F版。隨著MIL-HDBK-217手冊的更新，其他基于數(shù)理統(tǒng)計思想的手冊式可靠性預(yù)計方法也陸續(xù)發(fā)布，包括217-PLUS，Telcordia（2001），PRISM（Denson，1999）以及FIDES（2004）。

我國從70年代開始研究美國的可靠性預(yù)計理論模型，并于1987年推出了第一版GJB299《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》，目前已經(jīng)更新到GJB/Z 299D《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》。

GJB/Z 299《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》主要是針對工作狀態(tài)下的電子設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性預(yù)計提供了基本的數(shù)據(jù)和統(tǒng)一的方法，手冊中提供的數(shù)據(jù)與方法亦可用于電子設(shè)備與系統(tǒng)的可靠性評價及有關(guān)相似設(shè)計的比較。其中元器件應(yīng)力分析法，適用于電子設(shè)備和系統(tǒng)的電路設(shè)計與實際硬件的設(shè)計后期，已具備了詳細(xì)的元器件清單，并進(jìn)行了元器件的應(yīng)力分析和設(shè)計，此時可利用本手冊提供的數(shù)據(jù)和方法對電子設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行可靠性預(yù)計；元器件計數(shù)法適用于設(shè)備與系統(tǒng)的設(shè)計初期及合同階段。

針對電子設(shè)備在非工作狀態(tài)的可靠性預(yù)計，主要是依據(jù)GJB/Z 108《電子設(shè)備非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計手冊》進(jìn)行。該手冊為電子設(shè)備和系統(tǒng)的非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計提供了基本的數(shù)據(jù)和方法。

GJB/Z 299C《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》

GJB/Z 299C-2006 《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》以及 GJB/Z 108A-2006 《電子設(shè)備非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計手冊》, 于2007年 01月01日正式實施，與1998年發(fā)布的GJB/Z 299B及GJB/Z108相比, 其主要修訂內(nèi)容如下:

a) 環(huán)境類別的擴(kuò)展: 增加了直升機(jī)環(huán)境和導(dǎo)彈飛行的環(huán)境類別和環(huán)境系數(shù)，環(huán)境類別由GJB/Z 299B-1998的17類環(huán)境增加為19類環(huán)境。

b) 更新了質(zhì)量等級表中引用的生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并調(diào)整了部分元器件類別的質(zhì)量系數(shù)。更新了各類元器件通用失效率表。

c) 調(diào)整了各類別元器件的基本失效率水平及π系數(shù)值:，更新了T-S曲線圖，使之能更好地反映電子元器件當(dāng)前可靠性水平。

d) 適應(yīng)裝備發(fā)展, 增加了關(guān)鍵元器件可靠性預(yù)計模型，給出了壓電陀螺、GaAs MMIC、光纖連接器的失效率預(yù)計模型；增加了PGA、BGA、LCC等新型封裝形式的封裝系數(shù)值。

e) 擴(kuò)展了微電路、大功率微波雙極型晶體管和電子管的預(yù)計范圍: 數(shù)字電路從原3000門擴(kuò)展至5000000門; 模擬電路從原1000個晶體管擴(kuò)展到5000個晶體管; 存儲器從原262144位擴(kuò)展至67108864位; 微處理器將復(fù)雜度擴(kuò)展至220000 000個晶體管; 大功率微波雙極型晶體管的工作頻率從原5GHz擴(kuò)展至10GHz, 輸出功率從原400W擴(kuò)展至600W; 連續(xù)波速調(diào)管的頻率從原8GHz擴(kuò)展至20GHz, 功率從原100kW擴(kuò)展至200kW; 脈沖速調(diào)管的頻率從原6GHz擴(kuò)展至20GHz,功率從原30MW擴(kuò)展至100MW; 行波管的頻率從原18GHz擴(kuò)展至40GHz,功率從原40kW擴(kuò)展至90kW;脈沖磁控管的頻率從原100GHz擴(kuò)展至110 GHz, 功率從5MW擴(kuò)展至6MW。

f) 增加片式元件及SMT互連等多類新型元器件的預(yù)計模型或參數(shù): 主要包括FLASH、FIFO、片式膜電阻器、光敏電阻器、3類瓷介電容器、電容網(wǎng)絡(luò)、片式線 圈和電感器、激光器、振蕩器、SMT互連、紅外發(fā)光二極管、光電倍增管、觸發(fā)管、正交場放大管、濕簧繼電器、風(fēng)速繼電器、定向耦合器、溫敏元件、陶瓷共鳴器、斷路器、光纖激光模塊、光纖發(fā)光二極管模塊、光纖探 測器模塊、光纖耦合器、波分復(fù)用器、光電濾波器、仿真負(fù)載、仿真終端等多類元器件的預(yù)計模型或參數(shù)。

g) 修改和完善了部分元器件的失效率預(yù)計模型:主要包括了混合集成電路、行波管、線繞電阻器、功率非線繞電阻器、熱敏電阻器、薄膜電容器、1類瓷介電容器、2類瓷介電容器、固體鉭電解電容器、鋁電解電 容器、繼電器、連接器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、磁性器件等部分元器件的可靠性預(yù)計模型和系數(shù)。

h) 豐富和細(xì)化了元器件失效模式及其頻數(shù)比: GJB/Z 299C將原分散于各章節(jié)中的各類元器件失效模式及其頻數(shù)比匯集成一獨立章節(jié),失效模式從原來的33類產(chǎn)品 108種失效模式增補(bǔ)和細(xì)分至108類產(chǎn)品442種失效模式, 為開展設(shè)備可靠性設(shè)計和故障模式、影響及危害性分析提供更多的信息支持。

i) 增加了附錄A “采用進(jìn)口元器件的電子設(shè)備可靠性預(yù)計 (資料性附錄)”。

GJB/Z 299D《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》

GJB/Z 299D 目前還沒有正式發(fā)布，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)顯示標(biāo)準(zhǔn)送審稿于2016年9月通過了技術(shù)基礎(chǔ)管理中心組織的審查，在完成報批程序后即可正式發(fā)布。

修訂后的GJB/Z 299D把GJB/Z299C-2006 和 GJB/Z 108A-2006《電子設(shè)備非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計手冊》兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合并，從而滿足新型元器件對可靠性預(yù)計適用性、覆蓋面、實用性和準(zhǔn)確性等方面的需求。其主要修訂內(nèi)容如下：

a）將原僅適用于工作狀態(tài)可靠性預(yù)計的指導(dǎo)性技術(shù)文件，通過增加資料性附錄調(diào)整為適用于全壽命狀態(tài)的可靠性預(yù)計指導(dǎo)性技術(shù)文件，同時給出了裝備對國產(chǎn)電子元器件工作、非工作狀態(tài)，以及進(jìn)口電子元器件的可靠性預(yù)計模型和方法；

b）細(xì)化了可靠性預(yù)計質(zhì)量等級的劃分，更新了可靠性預(yù)計質(zhì)量等級引用的生產(chǎn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了部分元器件類別的質(zhì)量系數(shù)；調(diào)整了各類別元器件的基本失效率數(shù)值和π系數(shù)值，更新了T-S曲線圖；更新了各類別元器件的通用失效率；

c）增加了箔式電阻器、非線繞精密電位器、氧化鈮電解電容器、雪崩二極管、功率晶體管、達(dá)林頓晶體管、GaN微波集成電路、GaN微波場效應(yīng)晶體管、激光二極管、光電晶體管探測器和砷化鎵太陽能電池等30類元器件的可靠性預(yù)計模型或參數(shù)；

d）擴(kuò)展了微電路和行波管的預(yù)計范圍；給出了“電子元器件全壽命狀態(tài)的可靠性預(yù)計”、“電子元器件非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計”、“采用進(jìn)口電子元器件的電子設(shè)備可靠性預(yù)計”、“基于失效物理的電子設(shè)備可靠性預(yù)計方法”、“電子元器件失效模式及頻數(shù)比”和“工作失效率計算示例”等相關(guān)附錄。

e）刪除了合成電阻器、3類瓷介電容器、玻璃釉電容器、功率線繞電位器、微波鍺檢波和微波鍺混頻二極管的可靠性預(yù)計模型；

f）修改和完善了片式膜電阻、電連接器、繼電器、電感器、變壓器、振蕩器、普通二極管、雙極型晶體管、硅場效應(yīng)晶體管、微電路、光電子器件、激光器和光纖連接器的預(yù)計模型或系數(shù)；

不過，隨著電子產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)的高速發(fā)展，基于數(shù)理統(tǒng)計思想的手冊/標(biāo)準(zhǔn)式可靠性預(yù)計數(shù)據(jù)更新速度嚴(yán)重滯后于產(chǎn)品更新速度，因而在可靠性預(yù)計過程中暴露出了諸如預(yù)計結(jié)果錯誤等很多缺陷。很多大的電子器件廠商早已放棄使用手冊式可靠性預(yù)計方法，逐漸轉(zhuǎn)向了一種更為科學(xué)的可靠性預(yù)計理論，即基于失效物理的可靠性預(yù)計理論的研究。從GJB/Z 299D《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》增加“基于失效物理的電子設(shè)備可靠性預(yù)計方法”規(guī)范性附錄，似乎也意識到了這一點。

資料參考：

[1] GJB/Z 299C-2006 《電子設(shè)備可靠性預(yù)計手冊》

[2] GJB/Z 108A-2006 《電子設(shè)備非工作狀態(tài)可靠性預(yù)計手冊》

[3]于迪.首個基于國產(chǎn)元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)《電子設(shè)備可靠性預(yù)計模型及數(shù)據(jù)手冊》通過標(biāo)準(zhǔn)審查[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗,2017,35(02):38.